Оценка скоростей экзотермических реакций при неидеальной детонации тройных смесей нитрометан – перхлорат аммония – алюминий

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведено математическое моделирование неидеальной детонации трехкомпонентных смесей нитрометана (НМ) и перхлората аммония (ПХА) с большим избытком алюминия. Использована модель, разработанная ранее, в которой экзотермическое превращение смеси протекает в три стадии, включающих разложение НМ и ПХА и диффузионное горение алюминия. Расчеты дали хорошие согласие с опытными данными по скорости детонации в стальных оболочках диаметром 18 мм с варьированием в широком диапазоне содержания НМ и соотношения Al/ПХА в смесях. Значения констант скоростей превращения НМ и ПХА, которые использовались при моделировании детонации тройных смесей, определялись из наилучшего согласия расчетов с экспериментами со смесью НМ + 54% ПХА по установлению зависимости скорости детонации от диаметра заряда. Показатели степени по давлению были положены равными единице. При изменении соотношения компонентов расчеты, проведенные с теми же константами превращения, дали хорошее согласие с опытными данными. Именно на этом основании выбранные значения использовались для расчетов детонации тройных смесей. Низкая скорость превращения ПХА по сравнению с НМ приводит к тому, что длина зоны реакции детонационной волны достигает 10 мм. Количество сгоревшего ПХА составляет чуть меньше половины в смесях с соотношением Al/ПХА 1 : 1 и чуть больше одной трети при отношении Al/ПХА 2 : 1.

Об авторах

Б. С. Ермолаев

Федеральный исследовательский центр химической физики
им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: boris.ermolaev44@mail.ru
Россия, Москва

П. В. Комиссаров

Федеральный исследовательский центр химической физики
им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук; Объединенный институт высоких температур
Российской академии наук

Email: boris.ermolaev44@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

С. С. Басакина

Федеральный исследовательский центр химической физики
им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук; Объединенный институт высоких температур
Российской академии наук

Email: boris.ermolaev44@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

В. В. Лавров

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики
и медицинской химии Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: boris.ermolaev44@mail.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Anderson E. Tactical Missile Warheads / Ed. Corleone J. USA: AIAA, 1993. P. 81–163.
  2. Baudin G., Lefrancois A., Bergues D. et al. // Proc. 11th Intern Sympos on Detonation. Arlington, US: ONR_33300_5, 1998. P. 989.
  3. Kato Y., Murata K // EUROPYRO 2007 – 34th IPS. V. 2. Broune, France: AFPVRO, 2007. P. 957.
  4. Keicher T., Happ A. // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 1999. № 24. P. 140.
  5. Leiper G.A., Cooper J. // Proc. 9th Intern. Sympos. on Detonation. V. 1. Portland, US: CNR-113291-7, 1989. P. 197.
  6. Leiper G.A., Cooper J. // Proc. 10th Intern. Sympos. on Detonation. Boston: ONR 33395-12, 1993. P. 267.
  7. Физика взрыва / Под ред. Орленко Л.П. V. 1. М.: Физматгиз, 2004.
  8. Ермолаев Б.С., Комиссаров П.В., Соколов Г.Н., Борисов А.А. // Хим. физика. 2012. Т. 31. № 9. С. 55.
  9. Pagnanini L. Doctorate These. France: Poitiers University–LCD–ENSMA. 2008.
  10. Andersen W.H., Pesante R.E. // Proc. 8th Symp. (Intern.) on Combustion. Baltimore, US: Williams Wilkins Co., 1961. P. 705.
  11. Price D., Clairmont A.R., Jr., Erkman J.O. // Combust. and Flame. 1973. V. 20. Issue 3. P. 389.
  12. Ermolaev B.S., Khasainov B.A., Presles H.N. // Proc. 34th Intern. Pyrotech. Seminar “EUROPYRO 2007”. V. 1. Broune, France: AFPYRO, 2007. P. 323.
  13. Ермолаев Б.С., Сулимов А.А. Конвективное горение и низкоскоростная детонация пористых энергетических материалов. М.: Торус Пресс, 2017.
  14. Комиссаров П.В., Соколов Г.Н., Ермолаев Б.С., Борисов А.А. // Хим. физика. 2011. Т. 30. № 6. С. 61.
  15. Комиссаров П.В., Сулимов А.А., Ермолаев Б.С. и др. // Хим. физ. 2020. Т. 39. № 8. С. 21.
  16. Ермолаев Б.С., Шевченко А.А., Долгобородов А.Ю., Маклашова И.В. // Хим. физ. 2019. Т. 38. № 2. С. 52.
  17. Беляев А.Ф., Боболев В.К., Коротков А.И. и др. Переход горения конденсированных систем во взрыв. М.: Наука, 1973.
  18. Имховик Н.А., Соловьев В.С. // Вестн. МГТУ. Сер. “Машиностроение”. 1994. № 3. С. 50.
  19. Khasainov B.A., Ermollaev B.S., Presles H.-N., Vidal P. // Shock Waves. 1995. V. 6. P. 89.
  20. Зельдович Я.Б. Теория детонации. М.: Изд. ТТЛ, 1955.
  21. Mader Ch.L. Numerical modeling of detonations. Berkley–LA–London: Univ. California Press, 1979.
  22. Rice S.F., Foltz F. // Combust. and Flame. 1991. V. 87. P. 109.

Дополнительные файлы


© Б.С. Ермолаев, П.В. Комиссаров, С.С. Басакина, В.В. Лавров, 2023