Возникновение послойного горения в смесях аммиачной селитры с алюминием и его переход в конвективное

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Изучалось возникновение послойного горения и переход его в конвективное в смесях аммиачной селитры с алюминием насыпной плотности. Эксперименты проводились в манометрической бомбе с регистрацией давления. Пористость образцов составляла 0.55–0.59, размер частиц селитры 20–40 и 250–630 мкм, содержание алюминия изменялось от 8% до 47%. Использовался алюминий двух марок: сферический АСД-4 и чешуйчатый ПАП-2. Показано, что поджигание смесей происходит при давлении воспламенителя, близком к пороговому (минимальному) значению или выше него. Измерены величины порогового давления при различных размерах частиц аммиачной селитры, для разных марок и концентраций алюминия. Определены значения давления и времени, при которых возникают послойный и конвективный режимы горения. Показано, что замена алюминия АСД-4 на ПАП-2 приводит к существенному (на порядок и более) уменьшению порогового давления и давлений, при которых начинаются послойный и конвективный режимы горения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Е. Храповский

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: khrapovsky@mail.ru
Россия, Москва

В. Г. Худавердиев

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук; Институт радиационных проблем Министерства науки и образования Азербайджанской Республики

Email: khrapovsky@mail.ru
Россия, Москва; Баку, Азербайджан

А. А. Сулимов

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: khrapovsky@mail.ru
Россия, Москва

П. В. Комиссаров

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: khrapovsky@mail.ru
Россия, Москва

С. С. Басакина

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: khrapovsky@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Prugh R.W. // Process Saf. Prog. 2020. V. 39. № 4. P. 12210. https://doi.org/10.1002/prs.12210
  2. Wes Y. // Winston-Salem J. 2022. February. № 7. P. 1.
  3. Беляев А.Ф., Боболев В.К., Коротков А.И. и др. Переход горения конденсированных систем во взрыв. М.: Наука, 1973.
  4. Беляев А.Ф. Горение, детонация и работа взрыва конденсированных систем. М.: Наука, 1968.
  5. Храповский В.Е. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 3. С. 1. https://doi.org/10.31857/S0207401X23030068
  6. Храповский В.Е., Худавердиев В.Г., Сулимов А.А. // Горение и взрыв. 2013. Т. 6. № 2. С. 211.
  7. Ермолаев Б.С., Сулимов А.А., Храповский В.Е. и др. // Хим. физика. 2011. Т. 30. № 8. С. 34. https://doi.org/10.7868/S0207401X16020047
  8. Ермолаев Б.С., Худавердиев В.Г., Беляев А.А. и др. // Хим. физика. 2016. Т 35. № 2. С. 41. https://doi.org/10.7868/S0207401X16020047
  9. Ермолаев Б.С., Худавердиев В.Г., Беляев А.А. и др. // Горение и взрыв, 2020. Т.13. № 2. С.80. https://doi.org/10.30826/CE20130209
  10. Ермолаев Б.С., Худавердиев В.Г., Беляев А.А. // Горение и взрыв. 2015. Т. 8. № 2. С. 234. https://doi.org/10.7868/S0207401X16020047
  11. ТУ 1791-007-49421776-2011. Порошок алюминиевый АСД4. М: Стандартинформ, 2011.
  12. ГОСТ 549495. Пудра алюминиевая / Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии, сертификации. Минск, 2006.
  13. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Справочная книга. Л.: Энергия, 1974.
  14. Golub G. // J. Spacecraft. 1965. V 2. № 4. P. 593. https://doi.org/10.2514/3.28234
  15. Caveny L.H., Glick R.L. // J. Spaceraft. 1967. V. 4. № 1. P. 79. https://doi.org/10.2514/3.28813
  16. Бахман Н.Н., Лобанов И.Н. // Физика горения и взрыва. 1983. Т. 10. № 1. С. 46.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема манометрической бомбы: 1 – стенки бомбы, 2 – металлический стаканчик, 3 – исследуемый состав, 4 – воспламенитель, 5 – крышка бомбы, 6 – нихромовая спираль, 7 – электрические вводы, 8 – датчик давления.

Скачать (32KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Характерные записи изменения давления во времени в манометрической бомбе при горении смеси 92 вес.% NH4NO3 + 8 вес.% АСД-4 при давлении воспламенителя, близком к пороговому – кривая 1 (опыт № 695), ниже порогового – кривая 2 (опыт № 693); 3 – кривая, аппроксимирующая спад давления от сгорания воспламенителя.

Скачать (14KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Диаграммы “давление–время” в манометрической бомбе для смесей 92 вес.% АС + 8 вес.% АСД-4 при следующих размерах частиц АС: 1 – 20–40 мкм (опыт № 695); 2 – 250–630 мкм (опыт № 692).

Скачать (12KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Записи “давление–время” манометрической бомбе для смесей 47 вес.% АСД-4 + 53 вес.% АС c размерами частиц АС, равными 20–40 мкм (кривая 1, опыт № 669) и 250–630 мкм (кривая 2, опыт № 690).

Скачать (13KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изменение зависимости давления от времени при сгорании смесей 18 вес.% АСД-4 + 82 вес.% АС (кривая 1, опыт № 661) и 18 вес.% ПАП-2 + 82 вес.% АС (кривая 2, опыт № 711).

Скачать (11KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Записи давления время в манометрической бомбе при сгорании смесей, содержащих 18 вес.% ПАП-2 + 82 вес.% АС (кривая 1, опыт № 711) и 47 вес.% АСД4 + 53 вес.% АС (кривая 2, опыт № 669). Размер частиц АС равен 20–40 мкм.

Скачать (12KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Изменение порогового давления воспламенителя от отношения площади поверхности частиц алюминия к площади поверхности гранул аммиачной селитры в единице объема смеси (Sv Al/Sv AC) для образцов с dAC = 20–40 мкм (кривая 1) и 250–630 мкм (кривая 2).

Скачать (11KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024