Нестационарное горение гетерогенных систем со структурными и фазовыми превращениями

• Автор: Прокофьев, Вадим Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 255 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ПЕРВОГО РОДА В ВОЛНЕ БЕЗГАЗОВОГО ГОРЕНИЯ

1Л. Сравнение двух методов решения тепловых задач с фазовыми переходами 1-го рода

1.2. Нестационарные режимы горения безгазовых систем с легкоплавким инертным компонентом
1.3. К теории самораспространяющегося высокотемпературного синтеза функционально-градиентных материалов

1.4. Нестационарные режимы горения бинарной безгазовой смеси

1.5. Выводы по первой главе

2. МАКРОСКОПИЧЕСКОЕ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ В ВОЛНЕ ГОРЕНИЯ БЕЗГАЗОВЫХ СИСТЕМ

2.1. Основные уравнения

2.2. Дополнительные соотношения
2.3. Упрощение модели. Частные случаи
2.4. Численное моделирование СВС в безгазовых системах
2.5. Методика численного расчета
2.6. Структура волны и стационарные режимы горения
2.7. Выводы по второй главе
3. НЕСТАЦИОНАРНОЕ ГОРЕНИЕ БЕЗГАЗОВЫХ СИСТЕМ
3.1. Особенности зажигания безгазовых систем с учетом структурных факторов
3.2. Нестационарные режимы горения
3.3. Горение образцов с бронированной поверхностью
3.4. Выводы по третьей главе

4. НЕСТАЦИОНАРНОЕ ФИЛЬТРАЦИОННОЕ ГОРЕНИЕ ПОРИСТОГО
СЛОЯ В ГАЗЕ С ИНЕРТНЫМ КОМПОНЕНТОМ
4.1. Режимы самовоспламенения пористого слоя с естественной фильтрацией
окислителя
4.2. Модель фильтрационного горения пористого слоя с газопроницаемыми
границами и естественной фильтрацией газовой смеси
4.3. Особенности зажигания пористых сред при естественной фильтрации
окислителя
4.4. Формирование «инертной пробки» в режиме естественной фильтрации
4.5. Нестационарное горение при вынужденной фильтрации окислителя
4.6. Выводы по четвертой главе
5. ДВУМЕРНЫЕ РЕЖИМЫ ГОРЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКИ И ХИМИЧЕСКИ
НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
5.1. Влияние теплопроводящего элемента на безгазовое горение образцов
цилиндрической формы в неадиабатических условиях
5.2. Математическая модель горения горизонтального слоевого пакета в
неадиабатических условиях
5.3. Горение слоевого пакета с инертным внутренним слоем
5.4. Химически активный внутренний слой - модель «химической печки»
5.5. Горение слоевого пакета с плавящимся инертным внутренним слоем
5.6. Роль электродов в процессе искрового зажигания
5.7. Выводы по пятой главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Основой многих технологических процессов является горение -протекание экзотермических химических реакций в энергетических системах. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез неорганических соединений (СВС) [1] - современное направление технологического горения, нацеленное на получение новых конструкционных и функциональных материалов. Эффективность СВС обусловлена низкой энергозатратностью процесса, относительно простым используемым оборудованием и высокой скоростью получения конечного продукта.
По характеру и продолжительности химического взаимодействия реагирующих компонентов порошковой смеси и внешнему воздействию на нее можно выделить три режима высокотемпературного синтеза: волновой (фронтальный), объемный (тепловой взрыв) и ударно-волновой. Для фронтально-волнового превращения характерно инициирование внешним тепловым источником приповерхностного слоя реакционного вещества, наличие узкой реакционной зоны, высокие градиенты температурноконцентрационных полей и диапазон изменения скорости распространения волны - КГ1 -20 см/с. В случае объемного режима СВС происходит внешний нагрев значительной доли объема исходного состава с последующим реагированием практически во всем объеме порошковой смеси [2]. Ударное воздействие на реагирующую порошковую смесь лежит в основе третьего режима - ударно-волнового синтеза. Ударно-волновое компактирование порошковой смеси обеспечивает механическую активацию и нагрев реагирующих компонентов с протеканием при определенных условиях сверхбыстрых твердофазных превращений, завершающихся за время действия импульса [3, 4].
Исследованию различных аспектов распространения волны горения в гетерогенных порошковых средах с образованием конденсированных

Рис.1.1 Зависимость а от параметров фазового перехода

1 - Й1 = 0.5; 2 - РЬ = 0.2.