Математическое моделирование нестационарного горения плавящихся энергетических материалов

  • Vladimir E. Zarko Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского, Новосибирск, Росссия
DOI: https://doi.org/10.15328/cb1079
Ключевые слова: моделирование, процессы горения, плавящиеся энергетические материалы, поток излучения, химические превращения

Аннотация

Разработана программа для численного моделирования нестационарного горения энергетических материалов (ЭМ) при воздействии на них зависящим от времени потоком излучения и в условиях переменного давления. Программа позволяет изучать отклик процесса горения на отключение потока излучения (переменное давление) и на периодическое действие теплового потока (давления), чтобы определить устойчивость перехода от зажигания к горению и параметры нестационарного горения. Принято, что первоначально твердый ЭМ плавится и затем испаряется с поверхности. Химические превращения происходят как в конденсированной, так и в газовой фазах. На горящей поверхности происходит фазовый переход, описываемый законом Клапейрона-Клаузиуса для равновесного испарения, что соответствует случаю горения сублимирующего или плавящегося ЭМ. Статья содержит описание формулировки проблемы нестационарного горения ЭМ и несколько примеров моделирования таких задач. Точное предсказание характеристик скорости нестационарного горения в настоящее время осуществить невозможно из-за отсутствия данных о параметрах ЭМ при высоких температурах. Тем не менее, результаты моделирования дают ценную качественную информацию о поведении скорости горения ЕМ при вариации внешних условий – потока излучения и давления.

Литература

1 Miller MS (1982) Combust Flame 46:51-73. Crossref

2 Vilyunov VN, Zarko VE (1989) Ignition of solids. New York: Elsevier Science Publishers. ISBN 978-0444872890

3 Ermolin NE (1995) Combust Explos Shock Waves 31(5):555-565. Crossref

4 Liau Y-C, Yang V (1995) J Propul Power 11(4):729-39. Crossref

5 Davidson JE, Beckstead MW (1997) J Propul Power 13(3):375-83. Crossref

6 Beckstead MW (2000) An overview of combustion mechanisms and flame structures for advanced solid propellants. In: Solid propellant chemistry, combustion, and motor interior ballistics, ed. by Yang V, Brill TB, Ren WZ. P.267-285. Progress in Astronautics and Aeronautics, AIAA, New York, USA. Crossref

7 Puduppakkam KV, Beckstead MW (2005) Combust Sci Technol 177(9):1661-1697. Crossref

8 Beckstead MW, Puduppakkam K, Thakre P, Yang V (2007) Prog Energ Combuste 33:497-551. Crossref

9 Tian Zh, Zhang Zh, Lu F, Chen R (2014) Propell Explos Pyrot 39:838-843. Crossref

10 Gallier S, Ferrand A, Plaud M (2016) Combust Flame 173:2-15. Crossref

11 Gusachenko LK, Zarko VE, Rychkov AD (1999) J Propulsion Power 15: 816-822. Crossref

12 Mason EA, Saxena SC (1958) Phys Fluids 1:361-369. Crossref

13 Wilke CR (1950) J Chem Phys 18:517-522. Crossref

14 Anfimov NA (1962) Bulletin of the USSR Academy of Sciences, Mechanics and Mechanical Engineering [Izvestia AN SSSR, Mechanica i Mashinostroenie] 1:25-319. (In Russian)
Опубликован
2019-09-30
Как цитировать
Zarko, V. (2019). Математическое моделирование нестационарного горения плавящихся энергетических материалов. Вестник КазНУ. Серия химическая, 94(3), 4-10. https://doi.org/https://doi.org/10.15328/cb1079
Выпуск
Том 94 № 3 (2019): Вестник КазНУ. Серия химическая
Раздел
Другие направления
Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.

Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License (CC BY-NC-ND 4.0), которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.