Структура детонационных волн в гетерогенных системах

• Автор: Пинаев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 407 с.

РОССИЙСКАЯ АКДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ИНСТИТУТ ГИДРОДИНАМИКИ им. М.А.ЛАВРЕНТЬЕВА
на правах рукописи УДК 534.222.2 + 536.46 +
532.529 + 536.468 + 624.138.9 +
662.215.I + 538.4 +
ПИНАЕВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ
СТРУКТУРА ДЕТОНАЦИОННЫХ ВОЛН В ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМАХ
01.04.17 - химическая физика, в том числе физика горения и взрыва
Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук
НОВОСИБИРСК
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Список обозначений к разделу
Раздел I. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
ДЕТОНАЦИИ ГАЗОВЫХ И ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМ
ГЛАВА 1.1. Анализ экспериментальных методов для изучения
процессов детонационного горения
§ I. Методы измерения скорости волны и параметров в зоне
реакции
§ 2. Способы создания ударных волн, инициирования детонации и
горения в газовых и гетерогенных системах
ГЛАВА 1.2. Пьезоэлектрики для измерений импульсных
и квазистатических давлений
§ I. Конструкции и материалы пьезодатчиков, измерительная
аппаратура
§ 2. Метода тарировки и способы измерения давления пъезодат-
чиками
§ 3. Результаты экспериментов
ГЛАВА 1.3. Электромагнитные измерения электропроводности
и массовой скорости продуктов детонации
§ I. Анализ электромагнитной методики
§ 2. Профили электропроводности и массовой скорости за фронтом газовой детонации
§ 3. Измерение электропроводности при детонации газов со
взвесями алюминия
Основные вывода по разделу
Список литературы к разделу
Список обозначений к разделу II
Раздел II. СТРУКТУРА ДЕТОНАЦИОННЫХ ВОЛН В ГАЗОЖИДКОСТНЫХ
СИСТЕМАХ
ГЛАВА 2.1. Структура и режимы газопленочной детонации
§ I. Структура фронта детонации в системе газ-пленка, спиновая детонация

§ 2. Акустическая природа спиновой газопленочной детонации
§ 3. Параметры и пределы детонации в узких каналах
ГЛАВА 2.2. Структура зоны реакции при детонации газокапельных систем
§ I. Экспериментальное исследование газокапельной детонации в
ударной трубе
§ 2. Воспламенение одиночных капель горючего ударной волной,
физическая модель воспламенения капли
§ 3. Численное моделирование стационарной газокапельной детонации
ГЛАВА 2.3. Самоподдерживающиеся детонационные волны
в пузырьковых средах
§ I. Обнаружение самоподдерживающейся детонации в системах
инертная жидкость - пузырьки взрывчатого газа
§ 2. Обнаружение самоподдерживающейся детонации в системах
горючая жидкость - пузырьки окислителя
§ 3. Влияние физико-химических свойств фаз на параметры и условия существования пузырьковой детонации; определяющая
роль вязкости жидкости
§ 4. Структура и свойства пузырьковой детонации
Основные выводы по разделу II
Список литературы к разделу II
Список обозначений к разделу III
Раздел III. РЕЖИМЫ ГОРЕНИЯ И ДЕТОНАЦИИ ГАЗОВЫХ И ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМ В ИНЕРТНЫХ ПОРИСТЫХ СРЕДАХ
ГЛАВА 3.1. Режимы, пределы горения и детонации газов в
инертной пористой среде
§ I. Детонационные волны в пористой среде, заполненной активными газовыми смесями
§2.0 существовании нескольких режимов сгорания в газовых
смесях фиксированного состава
§ 3. Обнаружение режима околозвукового «быстрого» горения,
структура волны
§ 4. Пределы и критерии существования волн горения и детонации для топливовоздушных смесей в пористой среде
§ 5. Фильтрационное горение газов в природных грунтах
§ 6. Основные закономерности дозвукового и детонационного го-

в зоне реакции не достигается.
В опытах по гетерогенной детонации [34,351 измерение температуры выполнено с помощью пленочных датчиков - по максимуму сигнала с них определена длина зоны реакции (положение плоскости Чепмена-Жуге). В условиях сильного недогорания горючего плоскость Жуге лежит значительно ближе к фронту, чем сечение, в котором тепловой поток максимален. Во-вторых, температурные датчики тарируют при иных, чем в волне детонации условиях ( как правило, в покоящемся газе, в термостате), поэтому показания датчика в детонационной волне характеризуют не столько температуру, сколько интенсивность теплообмена (зависящего не только от Т, но и от чисел Рейнольдса, Нуссельта, степени турбулентности). Этот частный пример характеризует общий недостаток зондовых методов измерений в движущейся плазме, когда результаты тарировки при одних условиях отождествляют с результатами измерений при других.
5. Для понимания кинетики термической ионизации газов в ударных и детонационных волнах проводят измерение концентрации электронов и электропроводности газа ое с помощью зондовых, мик-рорадиоволновых, индукционных, оптических, интерферометрических (или спектральных) методов.
Измеряя вольт-амперную характеристику на изолированном проводнике ( зонде Ленгмюра) в плазме можно получить данные о ое, если выполнено условие Хе» г3 ( где - длина свободного пробега электронов, г3, - размер зонда) [301. Обычно это условие нарушается, паразитное влияние оказывает и пограничный слой, образующийся на зонде при движении плазмы. Пространственное разрешение зондовых методов не лучше, чем г3. Изменяющаяся вдоль течения плазмы о0 приводит к искажению электрического поля, что вносит