1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Химическая физика
  4. T. 42, № 8, 2023

Химическая физика, 2023, T. 42, № 8, стр. 3-11

Модель конвективного режима горения гранулированных смесей, используемых в процессах самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

А. А. Беляев 1, *, Б. С. Ермолаев 1

1 Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук
Москва, Россия

* E-mail: belyaevIHF@yandex.ru

Поступила в редакцию 16.01.2023
После доработки 24.01.2023
Принята к публикации 20.02.2023

Аннотация

Недавние публикации по горению гранулированной шихты, предназначенной для синтеза композиций на основе карбида титана, выявили значительные изменения характеристик и скорости горения при спутном потоке инертного газа. Авторы исследований связали эти изменения с конвективным режимом горения. В данной работе приведена теоретическая модель, которая позволяет анализировать вклад конвективной передачи тепла при горении гранулированной шихты в спутном потоке газа в процессах самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Показано, что в зависимости от расхода горячего газа, продуваемого сквозь гранулированный образец, возможны три режима горения. При отсутствии или небольшом расходе газа (на уровне 1 кг/м2 · с и ниже) роль конвекции незначительна, а фронт горения в основном плоский. При умеренных расходах (на уровне 10 кг/м2 · с) влияние конвекции становится заметным, скорость горения возрастает вдвое, а фронт горения уже не является плоским, поскольку поверхностные слои гранул разогреваются быстрее, чем слои в центре. Наконец, при высоких расходах (на уровне 50 кг/м2 · с) вклад конвекции становится преобладающим, скорость горения превышает базовую (в отсутствие обдува газом) более чем на порядок величины и происходит значительная перестройка структуры волны горения.

Ключевые слова: конвективное горение, гранулированная шихта, спутный поток газа, теплообмен, процессы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.

Список литературы

  1. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. // Физика горения и взрыва. 2019. Т. 55. № 3. С. 57; https://doi.org/10.15372/FGV20190307

  2. Сеплярский Б.С., Тарасов А.Г., Кочетков Р.А. // Хим. физика. 2013. Т. 32. № 6. С. 61; https://doi.org/10.7868/S0207401X13060113

  3. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А. // Хим. физика. 2017. Т. 36. № 9. С. 21; https://doi.org/10.7868/S0207401X17090126

  4. Сеплярский Б.С., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г., Абзалов Н.И. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 1. С. 31; https://doi.org/10.31857/S0207401X20010136

  5. Сеплярский Б.С., Абзалов Н.И., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 3. С. 23; https://doi.org/10.31857/S0207401X21030109

  6. Сеплярский Б.С., Абзалов Н.И., Кочетков Р.А., Лисина Т.Г. // Физика горения и взрыва. 2022. Т. 58. № 2. С. 58; https://doi.org/10.15372/FGV20220206

  7. Алдушин А.П. // Физика горения и взрыва. 1990. Т.26. № 2. С. 60.

  8. Сеплярский Б.С., Вадченко С.Г. // Докл. РАН. 2004. Т. 398. № 1. С. 72.

  9. Алдушин А.П., Сеплярский Б.С. // Докл. АН СССР. 1979. Т. 249. № 3. С. 585.

  10. Гусаченко Л.К., Зарко В.Е., Серебряков Ю.Ю., Карасев В.В., Шандаков В.А. // Физика горения и взрыва. 2001. Т. 37. № 5. С. 55.

  11. Беляев А.Ф., Боболев В.К., Коротков А.И., Сулимов А.А., Чуйко С.В. Переход горения конденсированных систем во взрыв. М.: Наука, 1973.

  12. Ермолаев Б.С., Сулимов А.А. Конвективное горение и низкоскоростная детонация пористых энергетических систем. М.: Торус пресс, 2017; ISBN 978-5-94588-217-1

  13. Храповский В.Е., Ермолаев Б.С., Сулимов А.А. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 1. С. 37; https://doi.org/10.31857/S0207401X21010040

  14. Михалкин В.Н., Сумской С.И., Тереза А.М., Трошин К.Я., Хасаинов Б.А., Фролов С.М. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 8. С. 3; https://doi.org/10.31857/S0207401X2208009X

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Химическая физика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал