1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Химическая физика
  4. T. 42, № 9, 2023

Химическая физика, 2023, T. 42, № 9, стр. 63-73

Оценка скоростей экзотермических реакций при неидеальной детонации тройных смесей нитрометан – перхлорат аммония – алюминий

Б. С. Ермолаев 1, *, П. В. Комиссаров 1, 2, С. С. Басакина 1, 2, В. В. Лавров 3

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 Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук
Черноголовка, Россия

* E-mail: boris.ermolaev44@mail.ru

Поступила в редакцию 30.09.2022
После доработки 13.12.2022
Принята к публикации 20.12.2022

Аннотация

Проведено математическое моделирование неидеальной детонации трехкомпонентных смесей нитрометана (НМ) и перхлората аммония (ПХА) с большим избытком алюминия. Использована модель, разработанная ранее, в которой экзотермическое превращение смеси протекает в три стадии, включающих разложение НМ и ПХА и диффузионное горение алюминия. Расчеты дали хорошие согласие с опытными данными по скорости детонации в стальных оболочках диаметром 18 мм с варьированием в широком диапазоне содержания НМ и соотношения Al/ПХА в смесях. Значения констант скоростей превращения НМ и ПХА, которые использовались при моделировании детонации тройных смесей, определялись из наилучшего согласия расчетов с экспериментами со смесью НМ + 54% ПХА по установлению зависимости скорости детонации от диаметра заряда. Показатели степени по давлению были положены равными единице. При изменении соотношения компонентов расчеты, проведенные с теми же константами превращения, дали хорошее согласие с опытными данными. Именно на этом основании выбранные значения использовались для расчетов детонации тройных смесей. Низкая скорость превращения ПХА по сравнению с НМ приводит к тому, что длина зоны реакции детонационной волны достигает 10 мм. Количество сгоревшего ПХА составляет чуть меньше половины в смесях с соотношением Al/ПХА 1 : 1 и чуть больше одной трети при отношении Al/ПХА 2 : 1.

Ключевые слова: математическое моделирование, скорость экзотермического превращения, неидеальная детонация, смесевые взрывчатые вещества, нитрометан, перхлорат аммония, алюминий.

Список литературы

  1. Anderson E. Tactical Missile Warheads / Ed. Corleone J. USA: AIAA, 1993. P. 81–163.

  2. Baudin G., Lefrancois A., Bergues D. et al. // Proc. 11th Intern Sympos on Detonation. Arlington, US: ONR_33300_5, 1998. P. 989.

  3. Kato Y., Murata K // EUROPYRO 2007 – 34th IPS. V. 2. Broune, France: AFPVRO, 2007. P. 957.

  4. Keicher T., Happ A. // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 1999. № 24. P. 140.

  5. Leiper G.A., Cooper J. // Proc. 9th Intern. Sympos. on Detonation. V. 1. Portland, US: CNR-113291-7, 1989. P. 197.

  6. Leiper G.A., Cooper J. // Proc. 10th Intern. Sympos. on Detonation. Boston: ONR 33395-12, 1993. P. 267.

  7. Физика взрыва / Под ред. Орленко Л.П. V. 1. М.: Физматгиз, 2004.

  8. Ермолаев Б.С., Комиссаров П.В., Соколов Г.Н., Борисов А.А. // Хим. физика. 2012. Т. 31. № 9. С. 55.

  9. Pagnanini L. Doctorate These. France: Poitiers University–LCD–ENSMA. 2008.

  10. Andersen W.H., Pesante R.E. // Proc. 8th Symp. (Intern.) on Combustion. Baltimore, US: Williams Wilkins Co., 1961. P. 705.

  11. Price D., Clairmont A.R., Jr., Erkman J.O. // Combust. and Flame. 1973. V. 20. Issue 3. P. 389.

  12. Ermolaev B.S., Khasainov B.A., Presles H.N. // Proc. 34th Intern. Pyrotech. Seminar “EUROPYRO 2007”. V. 1. Broune, France: AFPYRO, 2007. P. 323.

  13. Ермолаев Б.С., Сулимов А.А. Конвективное горение и низкоскоростная детонация пористых энергетических материалов. М.: Торус Пресс, 2017.

  14. Комиссаров П.В., Соколов Г.Н., Ермолаев Б.С., Борисов А.А. // Хим. физика. 2011. Т. 30. № 6. С. 61.

  15. Комиссаров П.В., Сулимов А.А., Ермолаев Б.С. и др. // Хим. физ. 2020. Т. 39. № 8. С. 21.

  16. Ермолаев Б.С., Шевченко А.А., Долгобородов А.Ю., Маклашова И.В. // Хим. физ. 2019. Т. 38. № 2. С. 52.

  17. Беляев А.Ф., Боболев В.К., Коротков А.И. и др. Переход горения конденсированных систем во взрыв. М.: Наука, 1973.

  18. Имховик Н.А., Соловьев В.С. // Вестн. МГТУ. Сер. “Машиностроение”. 1994. № 3. С. 50.

  19. Khasainov B.A., Ermollaev B.S., Presles H.-N., Vidal P. // Shock Waves. 1995. V. 6. P. 89.

  20. Зельдович Я.Б. Теория детонации. М.: Изд. ТТЛ, 1955.

  21. Mader Ch.L. Numerical modeling of detonations. Berkley–LA–London: Univ. California Press, 1979.

  22. Rice S.F., Foltz F. // Combust. and Flame. 1991. V. 87. P. 109.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Химическая физика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал