Моделирование горения унитарных твердых топлив и гидродинамических процессов устройств, погруженных в жидкость

• Автор: Басалаев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07, 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР СХЕМ И МЕТОДИК ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОЗДАНИЯ ПОДЪЕМНОЙ СИЛЫ ГАЗОГЕНЕРАТОРАМИ В МАЛОГАБАРИТНЫХ УСТРОЙСТВАХ
1.1 Подъемные устройства с заполнением балластных емкостей веществами малой плотности

1.2. Схемы жестких понтонов для подъема среднегабаритных объектов

1.3. Схемы мягких понтонов для подъема объектов изпод воды

1.4. Устройства для выполнения подводнотехнических работ на основе

1.5. Методы прогнозирования характеристик зажигания, горения унитарных твердых топлив и функционирования устройств на их основе

1.6. Выводы по главе 1

Глава 2. ФИЗИКОМАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ СИСТЕМ ЗАПУСКА ОТКРЫТЫХ ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ
2.1. Обобщнная методика зажигания унитарного твердого топлива под водой плоской спиралью накаливания .
2.2. Анализ реализуемости схемы эстафетного запуска подводных открытых газогенераторов по газодинамической схеме
2.3. Исследование возможности многократного прерывания горения и последующего зажигания унитарного твердого топлива под водой
2.4. Исследование подводного горения унитарного твердого топлива в поле центробежных сил
Глава 3. ФИЗИКОМАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВСПЛЫТИЯ ПОДЪЕМНЫХ УСТРОЙСТВ С ГРУЗОМ НА ОСНОВЕ ОТКРЫТЫХ ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ
3.1. Физикоматематическое моделирование всплытия малогабаритного подъемного устройства с грузом
3.2. Расчет аналитическим методом температуры контакта воды с продуктами сгорания
3.3. Пример расчета подъема второй ступени ракетоносителя Скаут
3.4. Анализ влияния размеров эластичной оболочки на всплытие подъемного устройства с грузом
3.5. Упрощении учета развертывания эластичной оболочки подъемного устройства
3.6. Анализ влияния отрывного сопротивления на начальную стадию всплытия подъемного устройства с грузом
3.7. Возможность обеспечения регулируемой продувки балластной цистерны понтона открытым газогенератором
Глава 4. РАСШИРЕНИЕ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ УНИТАРНЫХ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АВАРИЙНОСПАСАТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ И ПОДВОДНО ТЕХНИЧЕСКИХ РАБОТ
4.1. Повышение эффективности тушения интенсивных пожаров в помещениях при порционной подаче жидкости ИЗ
4.2. Интенсификация теплового воздействия на промышленные стоки открытым газогенератором на основе унитарного твердого топлива
4.3. Повышение эффективности проведения подводнотехнических работ использованием устройств на основе открытых газогенераторов
4.4. Снижение отрицательного воздействия на окружающую среду процесса подводного демонтажа конструкций взрывчатыми веществами
4.5. Анализ работы устройства, предназначенного для аварийного всплытия водолаза
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Голдасву многолетнее общение с которыми дало много полезного в организации теоретических и экспериментальных исследований но горению УТТ в водной среде, сотрудникам отдела газовой динамики и физики взрыва НИИ ПММ Национального исследовательского Томского государственного университета д. В.А. Е.А. Козлову, д. И.К. Жаровой, к. Н.П. Э.Р. Шрагеру, профессорам кафедры математической физики . Буркиной, А. В. Крайнову за обсуждение математических постановок задач и анализ результатов по химической физике и гидромеханике инженеру лаборатории теплофизики и горения С. Н. Поленчуку за помощь в проведении визуальных экспериментов. Во введении обоснована актуальность и практическая значимость выбранного направления исследований. Сформулированы и обоснованы цели и задачи исследований, новизна полученных результатов, выносимых на защиту. В первой главе на основе анализа литературных данных выбраны пути решения поставленных задач. Во второй главе приводится обобщнная методика зажигания унитарного твердого топлива иод водой плоской спиралью накаливания с учетом зависимости электрического сопротивления от температуры. Анализируется возможность запуска ОГ с помощью газодинамической схемы. Приводится описание ОГ, позволяющего обеспечить многократный запуск ОГ и его остановку. Представлена методика обработки опытных данных по горению УТТ в воде, на которую действуют центробежные силы. В третьей главе приводятся результаты физикоматематического моделирования всплытия подъемного устройства с грузом на основе ОГ с учетом влияния формы эластичной оболочки, отрывного сопротивления и возможности дискретной продувки понтона ОГ. В заключении приведены основные результаты диссертационной работы. ГЛАВА 1. Среди известных методов подъема наиболее распространенным является способ, основанный на использовании закона Архимеда 4. Применение многочисленных схем, реализующих его, позволяет осуществлять подъем в квазистатическом режиме, что снижает опасность разрушения поднимаемого объекта, разрыва средств остроики и т. Однако при этом приходится считаться с необходимостью преодоления сил присоса объекта к грунту, которые могут оказаться сравнимыми с весом поднимаемого объекта. В многочисленных модификациях этого метода используются различные твердые или жидкие вещества, образующие в конечном положении структуры, плотность которых меньше, чем у воды. Чтобы иметь лучшее представление о возможностях и недостатках этого метода приведем описание нескольких технических решений. Так, в работе 5 предложено применить пластиковую пену, которая накачивается в полость затонувшего объекта, вытесняя при этом воду. Остывающая пена образует вакуумные включения. Степень вакуумизации зависит от величины разрежения, температуры газа и плотности пластиковой пены. После всплытия затонувшего объекта и его надежного крепления, пена уничтожается механически или сжигается. В статье 6 описана процедура создания подъемной силы, когда помещение затонувшего судна заполняется полистереновыми шариками диаметром мм, которые при разбухании от воды образуют пористую массу объемом, в раз превышающим первоначальный. В устройстве для подъема затонувших судов 7 в качестве материала, создающего подъемную силу, предполагается использовать бруски или брикеты из материала с плотностью от 0,1 до 0,2 гсм3, которые подаются в затопленные отсеки по системе труб. Предметом патента 8 является аппарат для наполнения сферических элементов плавучести воздухом и последующей их подачи в затонувшее судно. Сферы выполнены из пластмассы с наружным диаметром 9 мм и толщиной стенок 4 мм, которые создают подъемною силу в ,3 кге, при собственном весе 0,9 кгс. В ходе всплытия судна давление в элементе автоматически сбрасывается. В патенте 9 описано средство плавучести, представляющее аппарат, выполненный в виде металлического жесткого каркаса, внутри которого размещаются в сетках эластичные оболочки из нейлона, покрытого синтетической резиной. Оболочки заполнены селикатностеклянными шариками целосферами из золы, получаемой как попутный продукт при сжигании пульверизированного угля. Объемная плотность этих пузырьков при радиусе мк равна 0, . Микропузырьки могут использоваться без связующего, или заливаться парафином, либо поступать в виде синтактической пены на основе термопластической смолы.