Конвективное горение

Экспериментально было показано, что в условиях манометрической бомбы устойчивость горения обычно применявшихся в работе [10] образцов с газопроницаемостью к <[ 10 дарси практически не зависит от длины участка послойного горения, предшествующего возникновению конвективного горения, и определяется [c.83]

В главе V рассмотрены основные стадии развития взрыва вплоть до возникновения детонации, в частности конвективное горение, возникающее в результате нарушения устойчивости. [c.6]

Исследование возникновения и развития конвективного горения в неупорядоченных пористых системах затруднено ввиду того, что, как будет показано ниже, фронт конвективного горения не является плоским. Поэтому оптические методы, фиксирующие свечение на боковой поверхности заряда, в случае непрозрачных (твердых) ВВ не дают достаточно полной и объективной картины развития процесса. Представлялось, что основные закономерности, касающиеся распространения конвективного горения в пористых системах, могут быть получены, если использовать упрощенную [c.115]

Возможность нарушения послойного горения зависит от условий проведения эксперимента, которые определяют первоначальные причины, вызывающие фильтрацию продуктов горения в поры (см. 12). Сравнение устойчивости горения одинаковых пористых образцов, проведенное в условиях манометрической бомбы и бомбы постоянного давления (при заполнении пор азотом), показало, что в последнем случае послойное горение нарушается при давлениях в 5—15 раз больших при этом существенно различается характер возникшего конвективного горения (см. 23). Рассмотрим горение пористых зарядов в этих условиях. [c.86]

С целью упрощения дальнейшего изложения материала целесообразно рассмотреть отдельно конвективное горение, волновые [c.110]

После нарушения устойчивого горения возникает режим конвективного горения, при котором внутренняя поверхность пор воспламеняется проникающими в поры газообразными продуктами горения, со скоростями, превышающими скорость послойного горения в десятки и сотни раз. Прежде чем излагать основные результаты изучения конвективного горения пористых систем, рассмотрим существующие представления о механизме воспламенения твердых ВВ и порохов. [c.111]

Рис. 59. Типичные фотографии конвективного горения пористых зарядов

Малое расстояние / м от поверхности до высокотемпературной газовой зоны существенно облегчает не только нарушение устойчивого горения (см. 15), но и развитие конвективного горения по порам. Данным обстоятельством объясняется тот факт, что горение в случае смесевого пороха проникает в одинаковые поры при давлениях, меньших, чем в случае веществ, имеющих большое [c.119]

Распространение конвективного горения [c.134]

Перейдем к рассмотрению конвективного горения в неупорядоченных системах, когда в заряде до горения существует совокупность связанных между собой пор. Попытаемся ответить на вопрос, как развивается горение после нарушения устойчивости. Следует с самого начала подчеркнуть, что данный вопрос исследован недостаточно обстоятельно. Существующие в настоящее время представления основываются на экспериментальных результатах, полученных в работах [10, 12, 32, 56, 63, 65—69, 120]. [c.134]

МИ струями продуктов горения происходит не сплошным фронтом, а с различными скоростями. Воспламеняются прежде всего поры, расположенные в центральной части заряда, затем фронт горения в отдельных точках достигает боковой поверхности и распространяется из них во все стороны (на фотозаписи это фиксируется в виде своеобразных языков , рис. 59, а). Такой характер развития процесса подтверждается результатами скоростной киносъемки. В . 15 отмечалось, что устойчивое горение нарушается не одновременно на всем фронте, а в отдельных центрах, которыми являются наиболее крупные поры заряда. Этот факт, а также характер оптических записей конвективного горения дают основание утверждать, что первоначально воспламеняются крупные поры, в которые особенно легко проникают продукты горения и которые оказываются наиболее подготовленными к воспламенению. Дальнейшему распространению горения по крупной поре способствует повышение давления в ней, что приводит также к проникновению горения в более мелкие поры Таким образом, распределение [c.135]

Следовательно, вся совокупность приведенных данных свидетельствует о том, что фронт конвективного горения не является одномерным и искривлен. [c.136]

Так, конвективное горение пороховой стружки, помещенной в длинные трубки, проходило вначале с небольшой и почти постоянной скоростью, по мере углубления горения от верхнего среза трубки скорость процесса возрастала в сотни раз [56]. [c.137]

На основе изложенного выше модель конвективного горения можно представить следующей упрощенной схемой. Передний фронт газообразных продуктов горения, так же как и движущийся с меньшей скоростью фронт воспламенения, являются неровными и сильно искривленными. Зона горения имеет значительную протяженность и содержит большое количество объемов ВВ, размер которых уменьшается как в результате горения с поверхности, так и разрушения отдельных пористых кусочков ВВ избыточным давлением в порах. Развитая поверхность горения позволяет понять существование высоких скоростей распространения. Наличие газового потока, обдувающего частицы ВВ, приводит вследствие эрозии к увеличению скорости их горения, что в сочетании с высоким давлением способствует интенсивному сгоранию взвеси. Рассмотренная модель близка к модели крупномасштабного турбулентного горения газовых систем. Поэтому при разработке теории конвективного горения целесообразно использовать подходы, которые сложились в теории турбулентного горения. [c.137]

Интересно, что зависимость скорости конвективного горения от плотности (при постоянном давлении) (рис. 61) имеет вид, подобный тому, который наблюдается при воспламенении единичной поры (см. рис. 51). По мере увеличения плотности (уменьшения диаметра поры) скорость конвективного горения растет, а затем падает. Скорость конвективного горения максимальна при некоторой оптимальной плотности, величина которой близка к той, при которой наблюдается максимум удельной поверхности пор (см. рис. 14). [c.138]

В отличие от нормального горения на скорость конвективного горения существенное влияние оказывает [32, 56] диаметр заряда [c.138]

Примем, что скорость горения за пределом устойчивости превышает нормальную вследствие прироста А 5 поверхности горения 5о за счет поджигания пор на некоторую глубину, т. е. N = пв/по = 1 А 8/8о- После соответствующих подстановок и введения переменной п. = ф/ф (ф = р и ), показывающей, насколько далеко от предела идет горение (см. 16), получаем, что N — га (1 а п). При больших п, т. е. вдали от предела, отношение скорости конвективного горения к скорости нормального горения при том же давлении растет, как п . [c.139]

На рис. 63 приведена обработка экспериментальных данных работ [32, 82] по горению порошкообразных зарядов нескольких ВВ. Несмотря на большой разброс данных, связанный с плохой воспроизводимостью скоростей конвективного горения, определенная корреляция, близкая ожидаемой, существует. Крайне интересным было бы получение результатов в области параметров, где N 1/р. Здесь можно указать на опыты Марголина с гремучей ртутью, в которых наблюдалось падение механического эффекта конвективного сгорания зарядов при существенном (300— 500 атм) увеличении давления. Не исключено, что известную роль в этом явлении (наряду с разбавлением пор азотом) могло сыграть падение скорости распространения конвективного горения. Это тем более вероятно, что при указанных давлениях N достигало значений порядка сотен, тогда как в экспериментах на других веществах оно обычно не превышало десяти. [c.139]

Рис. 62. Зависимость скорости конвективного горения от диаметра заряда (гексоген, г = 130 мк, р = 1,15 г/вл , = 40 атм)

Рис. 63. Обобщенная зависимость квазистационарной скорости конвективного горения порошкообразных зарядов

Затронутый здесь вопрос разработан крайне слабо. При уточнении следует учесть реальную картину конвективного горения-когда распространение фронта горения идет не сплошным фронтом, а за счет отдельных пробивающихся в глубину заряда струй. [c.140]

Рассмотрим характер распространения конвективного горения при сжигании заряда в условиях возрастающего давления и схемы замурованного заряда . В этих условиях развитие конвективного горения обычно нестационарное." При давлении, близком к критическому, начавшееся с малой скоростью конвективное горение может замедляться и переходить в послойное горение (см. рис. 34). Затухание процесса связано с поджатием газообразных продуктов горения, опередивших фронт воспламенения, у закрытого донного конца. [c.140]

Вдали от критических условий и при использовании длинных зарядов скорость конвективного горения возрастает по мере распространения, и процесс ускоряется. Ускоряющийся режим конвективного горения характеризуется глубокими пульсациями (см. рис. 59, а), что свидетельствует о сильном искривлении фронта воспламенения. [c.140]

В развитии конвективного горения определяющую роль играют поры, имеющиеся в заряде. Поры, по которым распространяется конвективное горение, могут образоваться также в процессе горения, что наблюдается, например, если заряд ВВ горит в замкнутой деформируемой оболочке [120]. Данный эффект имеет сущест- [c.140]

Таким образом, возможность распространения конвективного горения по порам, образующимся в результате отслоения заряда от оболочки, следует учитывать при анализе развития взрыва. [c.141]

При ускоренном нестационарном распространении конвективного горения в пористом заряде происходит непрерывное возрастание давления в зоне горения, которое приводит к дальнейшему увеличению скорости процесса. Из соображений, изложенных выше (стр. 124), следует, что беспредельное увеличение скорости не возможно и должна наблюдаться стабилизация процесса при скорости конвективного горения, близкой к скорости звука в продуктах. Однако при поджигании пористого заряда ВВ достаточной длины у закрытого конца этот предельный случай распространения конвективного горения практически не реализуется. Дело в том, что по мере увеличения скорости процесса возрастает интенсивность волн сжатия, движущихся впереди фронта воспламенения, и при некоторой пороговой скорости волна сжатия [c.141]

В соответствии с общей схемой развития взрыва (рис. 44) конвективное горение переходит в низкоскоростной режим взрывчатого превращения (НСР), который в большинстве случаев предшествует возникновению нормальной детонации. На рис. 66 представлена фотография перехода горения в детонацию для случая, когда развитие взрыва проходит через основные стадии конвективное горение — низкоскоростной режим — детонация. [c.143]

В изложенных работах молчаливо предполагается, что послойное горение ВВ переходит непосредственно в низкоскоростной режим. Специально этот вопрос не исследовался. Поэтому нет твердой уверенности, что возникновению низкоскоростного режима не предшествовало конвективное горение по границе В В—оболочка, подобно рассмотренному в 23, и данный вопрос остается открытым. [c.169]

Таковы основные экспериментальные результаты, касающиеся возникновения детонации в высокоплотных системах, когда переход в детонацию осуществляется по схеме послойное горение— конвективное горение — волновой низкоскоростной режим взрывчатого превращения — нормальная высокоскоростная детонация [c.170]

Характерной особенностью перехода горения в детонацию низкоплотных ВВ является возникновение детонации впереди фронта конвективного горения. Этот экспериментальный факт был впервые установлен советскими исследователями Петровским, Соколовым, Аксеновым [143]. Данный результат является одним из основных аргументов в пользу применимости к пористым ВВ газового механизма перехода горения в детонацию. [c.170]

При поджигании заряда мощного В В у закрытого конца в прочной оболочке участок конвективного горения является незначительным по. длине. [c.170]

В области горения конденсированных систем пока нет установившейся терминологии для обозначения невозмущенного и возмущенного горения. В первом случае применяются термины стащюнарное горение , устойчивое горение , нормальное распространение пламени , послойное горение во втором — нестационарное горение , неустойчивое горение , турбулентное горение , возмущенное горение , конвективное горение и т. д. Для описания перехода от первого режима горения ко второму применяют термины нарушение (или срыв) устойчивого режима горения , проскок горения, проникновение горения в глубь заряда и т. д. [c.28]

Если реакция протекает в газовой фазе или расплаве, а теплопотери отсутствуют, и8 = oast ф / (6). В тех же условиях, но прп наличии теплопотерь, произведение иб падает по мере уменьшения б (так как тепловыделение уменьшается пропорционально уменьшению б, а теплопотери в первом приближении не завттсят o r 6 и определяются температурой пламени и окружающей среды, характером оболочки и т. д.). Однако для вторичных ВВ (см. 2, Г) линейная скорость и, как правило, растет при уменьшенпп o (на участке ламинарного горения, не говоря уже об участке конвективного горения, где наблюдается резкое возрастание и и UO при уменьшении 6). [c.200]

Сказанное подтверждается также видом оптической записи конвективного горения (см. рис. 34), которая характеризуется неровным рваным фронтол , что обусловлено проникновением горения по отдельным порам в центральной части заряда с последующим выходом горения на боковую поверхность йаряда. [c.85]

На основе существуюш,их представлений переход горения твердых ВВ в детонацию можно представить обш,ей упрош енной схемой (рис. 44), которая включает следующие стадии I — устойчивое послойное горение II — конвективное горение III — низкоскоростной (800—3500 м1сек) режим взрывчатого превращения IV стационарная, нормальная детонация. Каждая из стадий различается механизмом передачи тепла и возбуждения реакции. Основной формой передачи тепла при послойном горении является молекулярная теплопроводность, при конвективном горений — вынужденная конвекция. Низкоскоростной режим возбуждается волнами сжатия, детонация — ударной волной. В общем случае развитие процесса является ускоренным. Конечным результатом ускоренного развития является формирование ударной волны, которая инициирует детонацию ВВ, если ее амплитуда превышает критическое значение, и система является детонационноспособной (диаметр заряда превышает критический диаметр детонации). Существование и пространственная протяженность отдельных стадий зависят от структуры заряда, физико-химических (индивидуальных) свойств ВВ, условий проведения опыта. Так, например, конвективное горение может непосредственно переходить в детонацию, минуя стадию III. Развитие процесса может заканчиваться установлением низкоскоростного режима с постоянной скоростью, и возникновение детонации отсутствует. [c.110]

Таким образом, скорость воспламенения трещины может на 3—4 порядка превышать скорость нормального горения и достигать значений сотен метров в секунду. Данный результат заслуживает внимания в связи с тем, что такие высокие скорости конвективного горения наблюдаются для недетонационноспособных систем, какими являются смесевые пороха [160]. [c.123]

Характерные особенности конвективного горения. Типичные фоторазвертки конвективного горения, полученные в различных условиях проведения опыта, показаны на рис. 59. Привлекает внимание неравномерность перемещения фронта воспламенения, особенно четко выраженная в условиях схемы замурованного заряда (рис. 59, а). При этом масштаб неравномерности достаточно велик и может достигать нескольких диаметров заряда. При сжигании в бомбе Кроуфорда (при отсутствии замуровки ) (рис. 59, б, в) неравномерность характеризуется меньшим масштабом, в ряде случаев запись имеет вид ступеньки (рис. 59, б) скорость горения то резко возрастает, то уменьшается. Свечение пламени имеет обычно полосатую структуру. Естественно связать [10, 32] неравномерный характер регистрируемого свечения с тед , что воспламенение внутренней поверхности пор проникающими газовы- [c.134]

Режимы конвективного горения. В зависимости от-условий эксперимента и прежде всего от соотношения между газоприходом и газоотводом наблюдаются различные режимы распространения. Как правило, процесс носит нестационарный характер скорость конвективного горения возрастает или уменьшается по длине заряда. Однако если сжигание проводится на атмосфере или в бомбе Кроуфорда (при заполнении пор инертным газом), то конвективное горение пористых зарядов с глухим дном происходит с практически постоянной по длине заряда скоростью (см, рис. 59, в), наблюдается полная аналогия с воспламенением глухой единичной поры. Этот режим, который целесообразно назвать квазистацио-нарным, исследовался наиболее подробно. [c.137]

Квазистаидонарный режим конвективного горения. Рассмотрим основные закономерности распространения квазистационар-ного режима. Изучалось [32] влияние на скорость конвективного горения плотности, размера частиц ВВ, диаметра заряда и давления. Однородные ВВ (тэн, гексоген, тетрил) прессовали в плекси- [c.137]

При квазистационарном режиме горения устанавливается равновесие между газоприходом и газоотводом, которое при ограниченной длине заряда является устойчивым. На основе имеющихся экспериментальных результатов и с учетом данных, полученных в 16, попытаемся установить закон изменения квазистационарной скорости конвективного горения. Для крупных пор в условиях, когда имеет место струйный механизм проникновения горения в поры заряда, возможны следующие варианты оценок. [c.139]

В этом случае переход горения в детонацию происходит в основном по схеме послойное горение — конвективное горение — нормальная детонация. В прочных оболочках низкоскоростной режим, как правило, отсутствует или является малопротяженным. Типичные оптические фотографии перехода горения тэна в детонацию представлены на рис. 81 [14]. [c.170]

Из приведенных фотографий видно, что детонации предшествует развитый режим конвективного горения с характерным рваным фронтом. Такая форма записи обусловлена (см. 23) тем, что фронт конвективного горения не является плоским, и воспламенение ВВ происходит в отдельных (крупных) порах, имеющихся в заряде. В порошках возникающая впереди зоны горения детонация обычно не приводит к образованию движущейся в обратном направлении (в сторону продуктов горения) ретонаци-онной волны. Между областью детонации и зоной горения остается участок непрореагировавшего вещества, что фиксируется на фотозаписи (рис. 81,а) в виде разрыва свечения. В работе [143] косвенным путем было показано, что на участке впереди фронта горения происходит подпрессовка взрывчатого вещества. Такого рода заключение делалось на основе анализа оставшихся после опытов уплотненных остатков ВБ. [c.170]

Данное обстоятельство указывает на то, что возникновение локальных взрывов имеет общий характер и является существенным и неотъемлемым элементом процесса перехода горения ВВ в детонацию. Было установлено, что нри переходе горения тэна в детонацию локальные взрывы происходят не только непосредственно вблизи фронта горения, но и на некотором расстоянии за фронтом—в горящей среде (рис. 81,е). Взрыв возникший в зоне конвективного горения, с характерным рваным фронтом приводит к образованию ударной волны, которая, распространяясь со скоростью 2800 м/сек, догоняет фронт горения и после незначительной ( 2 мксек) задержки вызывает детонацию ВВ (О = = 7800 м/сек). Возможность образования отдельных, способных к взрыву объемов несгоревшего или частично прореагировавшего вещества представляется совершенно естественной, так как фронт конвективного горения не является плоским и сильно искривлен. [c.173]

Возникновение локальных взрывов наблюдалось также при переходе горения в детонацию насыпных зарядов смеси перхлората аммония с полистиролом (рис. 82). Особенность этих опытов, выполненных с участием А. В. Обменина и И. Н, Лобанова, состояла в том, что в отличие от описанных выше поджигание заряда проводилось на атмосфере у открытого конца, со стороны которого располагалась газоотводящая трубка значительной длины (ее диаметр был равен диаметру заряда). Проведенные исследования показали, что после поджигания возникало конвективное горение, которое вызывало выброс вещества в свободный объем трубки. Объемное сгорание в трубке выброшенного вещества было причиной быстрого подъема давления, следствием чего являлось развитие локальных взрывов в зоне конвективного горения, приводящих к детонации смеси. При такой схеме развития процесса переход горения в детонацию происходит в условиях малопрочной оболочки, окружающей заряд ВВ. [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология