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

Химическая физика, 2023, T. 42, № 8, стр. 27-38

Механизм распространения горения в пористых нанотермитах

В. Г. Кириленко 1, А. Ю. Долгобородов 1, 2, 3, *, М. А. Бражников 1, М. Л. Кусков 1

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

2 Объединенный институт высоких температур Российской академии наук
Москва, Россия

3 Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”
Москва, Россия

* E-mail: aldol@chph.ras.ru

Поступила в редакцию 30.01.2023
После доработки 16.02.2023
Принята к публикации 20.02.2023

Аннотация

Процесс быстрого горения наноразмерных пористых смесей Al + CuO в кварцевых трубках исследован с помощью высокоскоростной видеосъемки. Математическая обработка кинограмм, полученных с использованием нейтральных светофильтров разной толщины, позволила определить скорости горения на различных участках трубки и экспериментально оценить размеры зон воспламенения и горения наноразмерного термита. Для объяснения механизма распространения горения предложена простая, основанная на законе Дарси, модель фильтрации горячих продуктов через макропоры. По результатам модельных экспериментов с горением наноразмерного термита в трубках с инертными преградами (стеклянные микросферы, воздушные промежутки) получены данные, которые позволили разработать простой алгоритм оценки проницаемости наноразмерной смеси и давления в зоне горения.

Ключевые слова: наноразмерные термиты, горение, зона воспламенения, градиент давления, скорость фильтрации, закон Дарси.

Список литературы

  1. Energetic nanomaterials: synthesis, characterization, and application / Eds. Zarko V.E., Gromov A.A. Amsterdam: Elsevier, 2016.

  2. Nano-Energetic Materials: Energy, Environment and Sustainability / Eds. Bhattacharya S., Agarwal A.K., Rajagopalan T., Patel V.K. Singapore: Springer Nature Singapore, 2019.

  3. Yetter R.A. // Proc. Combust. Inst. 2021. V. 38. № 1. P. 57; https://doi.org/10.1016/j.proci.2020.09.008

  4. Polis M., Stolarczyk A., Glosz K., Jarosz T. // Materials. 2022. V. 15. № 9. P. 3215; https://doi.org/10.3390/ma15093215

  5. Pantoya M., Granier J. // J. Therm. Anal. Calorim. 2006. V. 85. P. 37; https://doi.org/10.1007/s10973-005-7342-z

  6. Dolgoborodov A.Yu., Kirilenko V.G., Brazhnikov M.A. et al. // Def. Technol. 2022. V. 18. № 2. P. 194; https://doi.org/10.1016/j.dt.2021.01.006

  7. Кириленко В.Г., Гришин Л.И., Долгобородов А.Ю. и др. // Горение и взрыв. 2022. Т. 15. № 1. С. 82.

  8. Densmore J.M., Sullivan K.T., Gash A.E., Kuntz J.D. // Propellants Explos. Pyrotech. 2014. V. 39. № 3. P. 416; https://doi.org/10.1002/prep.201400024

  9. Wang Y., Dai J., Xu J., Shen Y. et al. // Vacuum. 2021. V. 184. P. 109878; https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2020.109878

  10. Weismiller M.R., Malchi J.Y., Yetter R.A., Foley T.J. // Proc. Combust. Inst. 2009. V. 32. № 2. P. 1895; https://doi.org/10.1016/j.proci.2008.06.191

  11. Baijot V., Rouhani M., Rossi C., Esteve A. // Combust. and Flame. 2017. V. 180. P. 10; https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2017.02.031

  12. Egan G., Zachariah M. // Ibid. 2015. V. 162. P. 2959; https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2015.04.013

  13. Jacob R., Kline D., Zachariah M. // J. Appl. Phys. 2018. V. 123. P. 115902; https://doi.org/10.1063/1.5021890

  14. Sanders V., Asay B., Foley T. et al. // J. Propul. Power. 2007. V. 23. № 4. P. 707; https://doi.org/10.2514/1.26089

  15. Saceleanu F., Idir M., Chaumeix N., Wen J.Z. // Front. Chem. 2018. V. 6. P. 465; https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00465

  16. Jabraoui H., Esteve A., Schoenitz M. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2022. V. 14. № 25. P. 29451; https://doi.org/10.1021/acsami.2c07069

  17. Sullivan K., Zachariah M.R. // J. Propul. Power. 2010. V. 26. № 3. P. 467; https://doi.org/10.2514/1.45834

  18. Ген М.Я., Петров Ю.И. // Успехи химии. 1969. Т. 38. № 12. С. 2249.

  19. Kuskov M.L., Zhigach A.N., Leipunskii I.O. et al. // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. V. 558. № 1. Article 012022; https://doi.org/10.1088/1757-899X/558/1/012022

  20. Streletskii A.N., Kolbanev I.V., Vorobieva G.A. et al. // J. Mater. Sci. 2018. V. 53. № 19. P. 13550; https://doi.org/10.1007/s10853-018-2412-3

  21. Стрелецкий А.Н., Колбанев И.В., Трошин К.Я. и др. // Хим. физика. 2016. Т. 35. № 7. С. 79; https://doi.org/10.7868/S0207401X16070116

  22. Кириленко В.Г., Гришин Л.И., Долгобородов А.Ю., Бражников М.А. // Горение и взрыв. 2020. Т. 13. № 1. С. 145.

  23. Kaviany M. Principles of Heat Transfer in Porous Media. New York: Second Edition. Springer-Verlag, 1995; https://doi.org/10.1007/978-1-4612-4254-3

  24. Um K., Zhang X., Katsoulakis M., Plechas P., Tartakovsky D.M. // J. Appl. Phys. 2018. V. 123. № 7. Article 075103; https://doi.org/10.1063/1.5009691

  25. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др. Физические величины: Справ. М.: Энергоатомиздат, 1991.

  26. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 6. Гидродинамика. М.: Физматлит, 2001.

  27. Fischer S.H., Grubelich M.C. // Proc. 24th Intern. Pyrotechnics Seminar: Sandia National Laboratories (SNL), Monterey, USA. 1998. V. 1176. P. 56.

  28. Кришеник П.М., Костин С.В., Озерковская Н.И., Шкадинский К.Г. // Хим. физика. 2019. Т. 38. № 2. С. 45; https://doi.org/10.1134/S0207401X19020092

  29. Кришеник П.М., Костин С.В., Рогачев С.А. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 3. С. 73. https://doi.org/10.31857/S0207401X22030086

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Химическая физика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал