Структура детонационных волн в гетерогенных системах
Практическая необходимость изучения газопленочной детонации вызвана обеспечением взрывобезопасности трубопроводов и магистралей, на стенках которых образуется слой горючего. Пузырьковые среды широко используются в химической, нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслях промышленности для ведения технологических процессов (например, жидкофазного окисления углеводородов), либо как… Читать ещё >
Содержание
- ВВдаНИЕ
- Список обозначений к разделу
Раздел I. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕТОНАЦИЙ ГАЗОВЫХ И ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМ.
ГЛАВА
1.1. Анализ экспериментальных методов для изучения процессов детонационного горения.
§ I. Методы измерения скорости волны и параметров в зоне реакции.
§ 2. Способы создания ударных волн, инициирования детонации и горения в газовых и гетерогенных системах.
ГЛАВА
1.2. Пьезоэлектрики для измерений импульсных и квазистатических давлений.
§ I. Конструкции и материалы пьезодатчиков, измерительная аппаратура.
§ 2. Методы тарировки и способы измерения давления пьезодатчиками.
§ 3. Результаты экспериментов.
ГЛАВА
1.3. Электромагнитные измерения электропроводности и массовой скорости продуктов детонации.
§ I. Анализ электромагнитной методики.
§ 2. Профили электропроводности и массовой скорости за фронтом газовой детонации.
§ 3. Измерение электропроводности при детонации газов со взвесями алюминия.
Список литературы
- Стрижевский И.И., Заказнов В. Ф. Промышленные огнепреградители. //М., Наука. 1966, -152 с.
- Попов O.E., Когарко С. М., Фотеенков В. А. О быстром горении газовой смеси в средах с высокой пористостью. // ДАН СССР.- 1974. -219, М 3. -С. 592−595.
- Мамонтов P.M., Митрофанов В. В., Субботин В. А. Режимы детонации газовой смеси в жесткой пористой среде.// В сб.?"Детонация". Черноголовка, ОИХФ АН СССР. -1974. -С. I06-IIG.
- Kaufman C.W., Chuanjun Yan, NIcholls J.A. Gaseous detonations In porous media.// Proc. 19-tii Int. Symp. on Comb. Pittsburgh. -1982. P. 591−597.
- Шаулов Ю.Х. Распространение пламен через пористые среды. // Баку, Изд-во АН Аз ССР. -1954. -95с.
- Бабкин B.C., Бунев В. А., Коржавин A.A. Распространение пламени в пористых инертных средах // В сб., «Горение газов и натуральных топлив». Черноголовка, ОИХФ АН СССР. -1980. -С.87−89.
- Коржавин A.A., Бунев В. А., Абдуллин Р. Х., Бабкин B.C. О зоне пламени при горении газа в инертной пористой среде.// ФГВ. -1982. 18, # 6. -С.20−23.
- Бабкин B.C., Бунев В. А., Коржавин A.A., Клименко A.C., Зубков В. И., Григорьев В. М. Горение газа в закрытом сосуде с инертной высокопористой средой.// ФГВ. -1985. -21, Л 5. -С.17−22.
- Лямин Г. А. Гетерогенная детонация в жесткой пористой среде.// ФГВ. -1984. -20, Jfe 6. -С.134−138.
- Ждан С.А. Структура детонационных волн в вакууме с частицами унитарного топлива.// ФГВ. 1991.- 27, Л 6. -C.I09-II5.
- Ждан С.А. Безударное инициирование детонации в вакууме с частицами унитарного топлива.// ФГВ. -1992. -28, Jfe 4. -С.136−142.
- Ждан С.А. Пределы распространения в трубе детонации вакуум-взвесей // ФГВ. -1994. -30, «2. -С.76−84.
- Митрофанов В.В., Бакиров И. Т. Детонация взвеси частиц чувствительного ВВ в вакууме. // ФГВ. -1994. -30, Jfc 2. -С.122−124.
- Лямин Г. А., Пинаев A.B. Сверхзвуковое (детонационное) горение газов в инертных пористых средах.// ДАН СССР. -1985. -283, Jft 6. -С.1351−1354.
- Лямин Г. А., Пинаев A.B. Исследование неидеальной газовой детонации и ее пределов в плотной пористой среде.// В сб. „Динамика сплошной среды“. Новосибирск, ИГиЛ СО АН СССР. -1984. -вып.68. -С.99−107.
- Лямин Г. А., Пинаев A.B. О режимах сгорания газов в инертной пористой среде.// ФГВ. -1986. 22, # 5. -С.64−70.
- Лямин Г. А., Митрофанов В. В., Пинаев A.B., Субботин В. А. Газовая и гетерогенная детонация в пористых средах.// В сб. „Детонация и ударные волны“. Черноголовка, ИХФ АН СССР. -1986. -С.52−56.
- Лямин Г. А., Пинаев A.B. О режиме быстрого дозвукового горения газов в инертной пористой среде с плавным подъемом давления в волне.// ФГВ. 1987. — 23, Я 4. -С.27−30.
- Лямин Г. А., Пинаев A.B. Детонация и горение газовых смесей в инертной пористой среде.// В сб. „Фундаментальные проблемы физики ударных волн. Азау 87″. Тезисы докладов Всесоюзного семинара. Черноголовка, ИХФ АН СССР. -1987, -T.I, ч.1. -С.158−160.
- Пинаев A.B., Лямин Г. А. Основные закономерности дозвукового и детонационного горения газов в инертных пористых средах.// ФГВ. -1989. -25, Jfc 4. -С.75−85.
- Лямин Г. А., Шшаев А. В. Гетерогенная „газ-пленка“ детонация в инертной пористой среде.// Всесоюзная школа семинар по взрывным явлениям. Тезисы докладов. Алушта. -1991.
- Пинаев А.В., Лямин Г. А. Структура гетерогенной детонации в пористой среде (эксперимент).// В сб. „Детонация“. Тезисы докладов на X Всесоюзном симпозиуме по горению и взрыву. Черноголовка, ИХФ АН. 1992. -С.40−41.
- Lyamin G.A., Pinaev A.V. Detonation regimes of heterogeneous system combustion in inert porous medium. // IV Intern, seminar on flame structure. Book of abstracts. Novosibirsk. 1992. -P.136.
- Пинаев А.В., Лямин Г. А. К структуре газопленочной и газовой детонации в инертной пористой среде.// ФГВ. -1992. -28, № 5.- С. 97−102.
- Лямин Г. А., Пинаев А. В. Гетерогенная детонация (газ-пленка) в пористой среде. Область существования и пределы.// ФГВ. 1992. -28, Jfc 5. -С.102−108.
- Пинаев А.В., Лямин Г. А. Низкоскоростная детонация ВВ в вакуумированной пористой среде.// ДАН. -1992. 325, „3. -С.498−501.
- Пинаев A.B. О режимах сгорания и критерии распространения пламени в загроможденном пространстве.// ФГВ. 1994. -30, Л 4. -С.52−60.
- Пинаев A.B. Фильтрационное горение газов в природном грунте. // ДАН. 1994. -336, * 4. -С. 471−475.
- Pinaev A.V. “ Vacuum“ detonation in a porous medium. // „Combustion, detonation, shock waves“ Proc. Intern. Confer, on Comb. (Zel'Dovich memorial). Moscow, The Combustion Institute, Russion Section. V.2 — P.378−381.
- Зельдович Я.Б. Теория предела распространения тихого пламени. // ЖЭТФ. 1941.- II, * I. -С. 159−169.
- Розловский A.M. Научные основы техники взрывобезопасности при работе с горючими газами и парами//М., Химия. -1972. -368 с.
- Щелкин К. И. Быстрое горение и спиновая детонация газов.// М., Воениздат. 1949. -122 с.
- Щелкин К.И., Трошин Я. К. Газодинамика горения.// М., Из-во АН СССР. 1963. -256 с.
- Щелкин K.M. Влияние шероховатости трубы на возникновение и распространение детонации в газах.// ЖЭТФ. 1940. -10. -С. 823.
- Бабкин B.C., Козаченко Л. С. Возникновение детонации в газе в шероховатой трубе.// ПМТФ. I960, -JE 3. -С.165−174.
- Субботин В.А., Кузнецова А. Я. Режимы сгорания взрывчатых газовых смесей в каналах переменного сечения.// В сб."Динамика сплошной среды». Новосибирск, ИГиЛ СО АН СССР. -1984. -вып.68. -c.I24-I3I.
- Зельдович Я.В., Либрович В. В., Махвиладзе Г. М., Сивашинский Г. И. О возникновении детонации в неравномерно нагретом газе.// ПМТФ. -1970. -JE 2. -С.76.
- Lee J.H.S., Moen 1.0. The mechanism of transition from deflagration to defonation in vapor cloud explosions. // Prog. Energy Comb. Sei. 1980. — 6, Je 4. — P. 359.
- Аксаментов C.M., Мацуков Д. И., Митрофанов В. В. О механизме возникновения вторичных взрывных волн за одномерной ДВ в газе.// ФГВ. 1990. -26, JE 5. -С. 135−136.
- Фролов С.М. Эффекты неидеальности при зарождении и распространении взрыва.// Дис. доктора физ.-мат.наук. М., ИХФ РАН. -1992. -393 с.
- Дицент В.Е., Щелкин К. И. Быстрое горение в шероховатых трубах.// ЖФХ. 1945. -JE 4−5. -С. 221.
- Рыбанин С.С. К теории детонации в шероховатых трубах.// ФГВ. -1969. -5, JE 3. -С. 395−403.
- Зельдович Я.Б. К теории распространения детонации в газообразных системах. // ЖЭТФ. 1940. -10, вып.5. — С.542−568.
- Зельдович Я.Б., Компанеец A.C. Теория детонации.// М., Гос-техиздат. 1995. — 268 с.
- Зельдович Я.Б., Гельфанд Б. Е., Борисов A.A., Фролов С. М., Поленов А. Н. Зона реакции при низкоскоростной детонации газов в шероховатых трубах.// «Химическая физика». 1985. -4, JE 2. -С.279−288.
- Зельдович Я.Б., Борисов A.A., Гельфанд Б. Е., Хомик C.B., Ма-илков А.Е. Низкоскоростные квазидетонационные режимы горения топливо-воздушных смесей в шероховатых трубах.// ДАН СССР. -1984. -279, № 6. -С. 1359−1362.
- Васильев A.A. О геометрических пределах распространения газовой детонации.// ФГВ. -1982. -18, * 2. -С. 132−136.
- Lee J.H.S., Knystautas R., Frelman A. High speed turbulent deflagrations and transition in H?- air mixtures to detonations. // Comb. Flame.- 1984. 56, Jt 2. -P. 227−239.
- Манжалей В.И. Режимы детонации газа в капиллярах.// ФГВ. -1992. 28, «3. — С. 93−100.
- Манжалей В.И. Физическая модель низкоскоростной детонации в газе. // В сб. «Газодинамика взрывных и ударных волн, детонационного и сверхзвукового горения». Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума. Новосибирск, ИГиЛ СО АН СССР. -I99I. -С. 98−99.
- Манжалей В.И., Субботин В. А. О возможности измерения скоростей турбулентных и ламинарных пламен при высокой начальной температуре.// ФГВ. -1996. -32, * 4. -С.43−46.
- Бабкин B.C., Дробышевич В. И., Лаевский Ю. М., Потытняков С.И.
- Фильтрационное горение газов.// ФГВ. -1983. -19, № 2. -С. 17−26.
- Потытняков С. И., Бабкин B.C., Лаевский Ю. М., Дробышевич В. И. Исследование тепловой структуры волны фильтрационного горения газов. // ФГВ. .-1985. -21, J* 2. -С. 19−25.
- Потытняков С.И. Горение газов в инертных пористых средах в условиях интенсивного межфазного теплообмена. // Дис. канд. физ.-мат. наук. Новосибирск. ИХКиГ СО АН СССР. -1985. -112 С.
- Топчиян М.Е. Детонационные волны в газах. // Дис. доктора физ.-мат. наук. Новосибирск, ИГ СО АН СССР. -1974. -233 с.
- Астапов Н.С., Николаев Ю. А., Ульяницкий В. Ю. О параметрах детонации водородно-кислородных и водородно-воздушных смесей при высокой начальной плотности. // ФГВ. -1984. -20, Jfc I. -С.98−105.
- Манжалей В.И., Митрофанов В. В., Субботин В. А. Измерение неод-нородностей детонационного фронта в газовых смесях при повышенных давлениях. // ФГВ. -1974. -10, * I. -С. I02-II0.
- Николаев Ю.А., Топчиян М. Е. Расчет равновесных течений в детонационных волнах в газах. // ФГВ. -1977. -13, Л 3. -С. 393−404.
- Щетинков Е.С. Физика горения газов//М., Наука. -1965. -739 с.
- Золотарев П.П. Распространение звуковых волн в насыщенной газом пористой среде с жестким скелетом.// Инж. журн. -1964. -4, Я I. -C.III-I20.
- Николаевский В.Н., Басниев И. С., Горбунов А. Т., Зотов Г. А. Механика насыщенных пористых сред. // М., Недра. -1970. -339 С.
- Гельфанд Б.Е., Медведев С. П., Поленов А. Н., Тимофеев Е. И., Фролов С. М., Цыганов С. А. Измерение скорости слабых возмущений в пористых средах насыпной плотности. // ПМТФ. -1986. Л I. С.141−144.
- Гвоздева Л.Г., Фаресов Ю. М. Приближенный расчет параметровстационарных ударных волн в пористых сжимаемых материалах. // ПМТФ. 1986.- Jfc I. — С.120−125.
- Аэров М.Е., Тодес О. М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. // Л., Химия. 1968. — 98 с.
- Льюис В., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах. // М., Мир. 1968. -592 с.
- Бабкин B.C., Дробышевич В. И., Лаевский Ю. М., Потытняков С. И. О механизме распространения волн горения в пористой среде при фильтрации газа. // ДАН СССР. 1982. -265, Л 5. — C. II57-II6I.
- Абилов H.A. Фильтрационное горение метана и смеси пропана с бутаном в различных пористых средах. // Дис. канд. хим.наук. Алма-Ата. 1990.- 120 с.
- Гамбург Д.В., Семенов В. П., Дубовкин Н. Ф., Смирнов Л. Н. Справочник. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение. // М., Химия. 1989.- 672с.
- Коротеев Д.В. Производство работ по термоупрочнению грунтов. // М., Стройиздат. 1983. — 77.с.
- Лесняк С.А., Назаров М. А., Сербинов А. И., Трошин Я. К. О задержке воспламенения во фронте гетерогенной (газ-пленка) детонации. // ФГВ. 1975. — II, Jfc 6. -С.897−903.
- Лямин Г. А., Пинаев A.B. Пределы и режимы распространения детонации в газопленочных системах//ФГВ. -1984. -20, J§ I. -С.93−98.
- Лыков A.B. Тепломассообмен.// М., Энергия. 1978. -478 с. (-C.I55-I6I).
- Rogg В., Herman D., Adorneit. Shock- induced blow in regular array of cylinders and packed belds. // Int. J. Heat Mass. Transfer. 1985. — 28 JE 12. — P. 2285−2298.
- Щлихтинг Г. Теория пограничного слоя//М., Наука.-1974. -712с.
- Бабкин B.C. Фильтрационное горение газов. // Дис. доктора физ. -мат. наук. М. 1993. -66 с.
- Strehlow R.A., Luckritz R.T., Adamczyk А.А., Shimpi S.A. The blast wave generated by spherical flames.// Comb. Flame. -1979. -35, Л 3. P.297−310.
- Moen I.O., Donato M., Knystautas R., Lee J.H. Plame Acceleration Due to Turbulence Produced by Obstacles.// Comb. Plame. -1980. -39, Л 1. -P.21−32.
- Moen I.O., Lee J.H.S., Hderager B.H., Puhre K., Eckhoff R.K. Pressure Development Due to Turbulent Plame Propagation in Large-scale Methane- Air Explosions. // Comb. Plame. -1982. -47, Л 1. -P.31−52.
- Chan C., Moen I.O., Lee J.H.S. Influence of Confinement on Plame Acceleration Due to Repeated Obstacle. // Comb. Plame. -1983. 49, Л 1. — P.27−39.
- Кузнецов В.P., Сабельников В. А. Турбулентность и горение. // М., Наука. 1986. — 288 с.
- H^ertager В.Н. Numerical Simulation of Turbulent Plame and Pressure Development in Gas Explosions. // Puel Air Explosions. — Univ. of Waterloo. Press SM. — 1982. — Л 16. -P.405−424.
- Knystautas R., Lee J.H., Peraldi 0., Chan C.K. Transmission of a Plame from a Rough to a Smooth Walled Tube. // Progress in Astronaut, and Aeronaut. — 1985. — 106. -P.37−52.
- Лямин Г. А., Пинаев А. В. Исследование возможностей гетерогенной детонации в нефтеносных породах. // Отчет ИГиЛ СО АН СССР. Новосибирск. -1983. инв. Л 0284.3 807. — 22 с.
- Лямин Г. А. Гетерогенная детонация в жесткой пористой среде.
- ФГВ. 1984. — 20, * 6. — С. 134−138.
- Коржавин A.A., Бунев В. А., Бабкин B.C. О существовании режима низкоскоростного распространения пламени в инертной пористой среде, смоченной углеводородным топливом. // ДАН.- 1994.- 337, $ 3.-С.342−344.
- Лямин Г. А., Пинаев A.B., Лебедев A.C. Пьезоэлектрики для измерения импульсных и статических давлений.// ФГВ. -1991.- 27,.№ 3. -С.94−103.
- Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания. // М. -Л., Госэнергоиздат. 1962.
- Фролов С.М., Гельфанд Б. Е., Тимофеев Е.й. Взаимодействие пленки жидкости с высокоскоростным газовым потоком за ударной волной. // ФГВ. 1984. — 20, № 5. — C. I07-II4.
- Андреев В.В., Зубков П. И., Киселев Г. М., Лукьянчиков Л. А. Об одном из режимов детонации в порошковых ВВ малой плотности. // В сб. «Динамика сплошной среды». Новосибирск, ИГиЛ СО АН СССР. -1972. Вып.10. — С.183−188.
- Андреев В. В. Лукьянчиков Л.А. Механизм распространения детонации с малой скоростью в порошковом тэне при искровом инициировании. // ФГВ. 1974. -10, J§ 6. -С. 912−919.
- Нигматулин Р.И., Вайнштейн П. Б., Ахатов М. Ш., Пыж В.А. Структура детонационных волн в двухфазных дисперсных средах. //В сб. «Детонация». Черноголовка. ОИХФ АН СССР. 1977. — С. 100−103.
- Нигматулин P.M., Вайнштейн П. Б., Ахатов И. Ш. Структура стационарных детонационных волн в смесях газа с частицами унитарного топлива. //В сб. «Детонация». Черноголовка. ОМХ АН СССР. 1980. -С.96−99.
- Ахатов И.Ш., Вайнштейн П. Б., Нигматулин Р. И. Структура детонационных волн в газовзвесях унитарного топлива. // Изв. АН СССР, МЖГ. 1981. Л 5. — С. 47−53.
- Вайнштейн П.Б. Гидродинамика перехода горения дисперсных систем унитарного топлива во взрыв и детонацию. // Дис. доктора физ. -мат. наук. М., Ин-т мех. МГУ. 1988. — 306 с.
- ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
- С помощью этих методик выполнены соответствующе точные измерения в газовых и гетерогенных средах.
- Во фронте газовой и гетерогенной детонации обнаружена область объемного заряда, возникающая в результате амбиполярной диффузии электронов и ионов на границе плазмы.
- Показано, что в зоне реакции газокапельной детонации может не догорать до 50−75% горючего, обнаружено, что вследствие неполноты сгорания капель после отражения падающей детонационной волны от торца трубы возникает вторичная детонация.
- Результаты измерений длины зоны реакции газокапельной детонации удовлетворительно совпадают с расчетами: * (35*45)й0 +, г1 ^ 4 см, <30 диаметр капли.
- Полученнные результаты свидетельствуют о существовании целого класса режимов «неидеальной» детонации и являются значительным вкладом в физику горения и взрыва.