Экспресс-диагностика теплофизических параметров в технологиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза при теплоэлектрическом воздействии на реакционную смесь

• Автор: Рябов, Сергей Петрович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 152 с.

Введение
СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Обзор основных характеристик динамики горения и взрыва СВ-еинтеза, средства контроля теплофизических и скоростных параметров
1.1. Основные характеристики пространственной и температурной динамики СВ-сштгеза
1.2. Теплофизические свойства, инициирование реакций СВ-синтеза
1.3. Средства разогрева реакционной зоны
1.4. Современные методы и средства контроля теплофизических параметров СВ-синтеза
1.5. Определение кинетических параметров и констант реакции СВ-синтеза
1.6. Экспресс-диагностика теплофизических параметров СВ-синтеза при электрическом нагреве реакционной смеси. Постановка задачи
1.7. Выводы из первой главы
Глава 2. Математические модели объектов исследования
2.1. Моделирование и исследование СВ-синтеза
2.2. Модель прохождения электрического тока через дисперсную среду
2.3. Модель разогрева электропроводной смеси порошков гетерогенной конденсированной системы внутренними источниками тепла
2.4. Распространение фронта горения в смеси порошков гетерогенной конденсированной системы с изменяющимися

температурными условиями
2.4.1. Влияние начальной температуры на скорость фронта
2.4.2. Теплофизическая картина фронта горения при изменяющихся температурных условиях реагирующей среды
2.4.3. Параметры фронтального горения при изменяющихся температурных условиях реаг ирующей среды
2.5. Модель теплового взрыва
2.6. Определение эффективной скорости фронта горения при теплоэлектрическом воздействии на реакционную смесь
2.7. Телевизионная регистрация тепловой динамики СВ-синтеза
2.8. Оценка погрешности регистрации скорости фронта
2.9. Выводы из второй главы
Глава 3. Аппаратные средства при регистрации и изучении СВС
3.1. Основные принципы интерпретации и формирования изображений реакции СВ-синтеза
3.2. Аппаратные средства получения цифровых изображений, их технические характеристики
3.3. Источники теплоэлектрического воздействия на реакционную смесь
3.4. Экспериментальная установка температурной и скоростной диагностики горения бинарных систем при теплоэлектрическом нагреве смеси порошков ГКС
3.5. Выводы из третьей главы
Глава 4. Экспериментальное исследование пространственной динамики и теплофизических параметров процессов СВ-синтеза при теплоэлектрическом воздействии на реакционну ю смесь.
4.1. Методика первичной калибровки и нормировки телевизионной

измерительной системы
4.1.1. Калибровка телевизионной измерительной системы по первичным температурным эталонам
4.1.2. Нормировка телевизионной измерительной системы
4.1.3. Оценка разрешающей способности ТИС
4.2. Экспериментальное исследование процессов СВ-синтеза дисперсных материалов в режиме фронтального горения при теплоэлектрическом воздействии
4.2.1. Подготовка однородной реакционной смеси
4.2.2. Определение скорости фронта горения реакции СВ-синтеза при разных начальных температурах смеси
4.2.3. Получение функциональной зависимости скорости фронта от начальной температуры смеси и максимальной температуры во фронте
4.2.4. Сравнение экспериментальных данных двух вариантов исследования
4.3. Экспериментальное исследование процессов СВ-синтеза дисперсных материалов в режиме теплового взрыва при наличии дополнительного источника тепловыделения
4.3.1. Реализация режима теплового взрыва
4.3.2. Получение функциональной зависимости мощности химического тепловыделения от температуры в режиме теплового взрыва
4.4. Определение температурного коэффициента скорости распространения фронта горения
4.5. Определение энергии активации
4.6. Выводы из четвертой главы
Основные выводы и результаты работы

Скорость распространения волны горения в цитируемой работе измерялась методом фоторегистрации светящейся зоны горения на фотопленку, непрерывно движущуюся перпендикулярно направлению распространению фронта. Точность измерения скорости горения указанным способом достаточно высока, хотя процедура измерения достаточно трудоемка.
Следует отметить, что, несмотря на то, что применение термопар хорошо зарекомендовало себя при определении максимальной температуры горения и дает возможность получить достаточную информацию о зоне прогрева, данная методика представляется не вполне адекватной потребностям экспериментальной физики горения. Методика характеризуется высокой инерционностью и неудовлетворительной разрешающей способностью по времени, превышающей характерные времена протекания элементарных реакций в волне СВ-синтеза. Кроме того, указанная методика имеет целый ряд других недостатков, таких как сопоставимость размеров микротермопары с размерами переходной реакционной зоны, что существенно снижает корректность интерпретации полученных результатов; не исключается также возможность искажения характера температурного профиля волны горения под влиянием термопары.
В работах [61,62] описан подход к определению кинетических параметров, основанный на расчете скорости тепловыделения и степени полноты реакции по известному распределению температуры в волне горения. Для определения указанных параметров использовалось обратное решение системы уравнений теплопроводности и полноты реакции:
(1.4.1)
— ш—1 +— = 0 <3х
при граничных условиях : Х=-оо, Т=Тп, бТ/бХ О, ц=0;
(1.4.2)