Зажигание непрозрачного конденсированного вещества через преграду тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

УО

АКДЦЁШ НАУК СССР СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЙ

Институт Химической Кинетики и Горения

На правах рукописи

¿ШЗКВА ми гя>рлши

УДД 533.46

3ШГШЙ 1Ш1РОЗРАЩОГО ]ВД£ЖЖ)ВАНШГО ВЩЖТВА ЧЁРЙЗ 1РЕГРАДУ

01.04.17 - химическая физика, в том числе физика горения и взрыва

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Томск 1969

" 7 - / /л-у/г

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте прикладной математики и механики

Научные руководители : д. ф.-м.н.,

профессор Вилюнов В Л к. ф.-ы.н.,

доцент Дик И.Г.

Официальные оппоненты: д. ф.-ы.н.,

Фролов Ю.В. к, ф.-м.н.

Бабушок В.И.

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт Структурной Макрокинетики АН СССР

Защита состоится"/£" d-И -^Л^^тЛ- 19.ург. в -/(г часов на заседании специализированного Совета K-002.20.0I в Институте Химической Кинетики и Горения СО АН СССР по адресу: 630090, Новосибирск, ул. Институтская, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института Химической Кинетики и Горения СО АН СССР

Автореферат разослан

и gjdkfa? 1989' года

Учёный секретарь специализированного Совета к. ф.-«.н, Ч&лв'«'^ Красноперов Л.Н.

, ' ОБЩАН ШШШСТШ РАБОТЫ

- -Зажигание конденсированных веществ в ослокненной теплофизи-юской ситуации имеет широкое практическое приложение - за:лга-[ие при наличии теплоотдачи в среду, зажигание от источника с •граниченным запасом тепла или при условии неидеального теплового :онтакта. Это мо\сет иметь место в лабораторных исследованиях, при гермопарных измерениях, при анализе воспламеняемости гетерогенных ;кстем и т.п. Несмотря на большую актуальность, зажигание через 1реграду систематически до сих пор не рассматривалось.

Целью настоящей работы является

- Выявить основные закономерности при за\агании конденсированного вещества через преграду, исследовать влияние-ее физико-химических характеристик на залигачие.

- Получить приближенные формулы для оценки времени эакигания конденсированного вещества через преграду, удобные в инженерных расчетах.

Научная новизна

1. Впервые исследована задача о за;жганил конденсированного вещества через преграду в достаточно полной постановке.

2. Развит приближенный подход к решении сопряженных задач теплопроводности, встречающихся в теории затирания.

3. Впервые получены аналитические зависимости для времени зажигания горячей пластиной, горячим телом конечных размеров, лучистым потоком, конвективны.) потоком через преграду с различными теплофизическими и оптическими характеристиками

4. Выявлена новые качественные особенности процесса зажигания при импульсном доЛстещ' кондуктивкого источника и лучистого потока.

5. Решены впервые сформу.чированные задачи о за-;шгаиии через термически нестойкую преграду, в том числе через пиролизуюдуюся преград и преград с гетерогенной экзотермической реакцией на внешней поверхности.

6. Впервые реиена задача о зажигании тонкой пленки конденсированного вэщества с оптическими свойствами, зависящими от глубины его выгорания

Лрп;;тичес1с?и значение оботк

Все рассмотренные в работе задачи имеют приложение к исследованию инициирования составных зарядов гетерогенных систем, систем типа "топливо-инертный материал", к исследованию макрогетеро-генных систем, величина неоднородностей которых превышает характерный масштаб волны горения; к исследованию горения топлив в ободочке; в лабораторных исследованиях воспламеняемости конденсированных веществ, а также к проблемам по^аробезопасности и защиты от внешнего воздействия. На защиту выносятся:

1. Физико-математическая модель процесса зажигания конденсированного вещества через преграду и приближенный подход к решению задач теплопроводности, встречающихся в теории зажигания.

2. Результаты приближенного аналитического решения задач о залиганш конденсированного вещества через преграду, в том числе приближенные формулы для оценки времени зажигания в различных предельных случаях:

- зажигание через преграду ири кондуктивном подводе тепла в случаях малой и обольшой ее термической толщинн;

- зажигание через преграду и без нее при наличии неидеального теплового покнтакга между источником и реагентом или преградой и реагентом;

- зансигание через преграду ■ телом с конечным запасом тепла;

- зажигание потоком через прозрачную, непрозрачную, полупрозрачную преграды в случаях малой и большой ее термической толщины;

- зажигание радиационным потоком через прозрачную и непрозрачную преграды'при наличии прозрачной и непрозрачной прослойки между веществами (неидеального контакта);

- зансигание конвективным потоком через термически тонкую преграду в случаях малого и большого числа Дуссельта;

- загкигание горячим теплом с конечным запасом тепла с учетом теплоотдачи с торпа, зажигание потоком через высокотеплолроводност-ную преграду с учетом конвективных теплопотерь; зажигание потоком через непрозрачную, прозрачную, полупрозрачную преграду с учетом кондуктивных теплопотерь.

3. Результаты численного исследования закономерностей процесса зшшгания конденсированного вещества импульсным источником, в частности:

- зависимость положения критического времени экспозиции (до или

еле момента подключения химических реакций) от толщины пр-згра-и величины потока при зажигании потоком;

независимость критической толщины преграды при зажигании пото-1Д от величины потока и времени экспозиции при постоянстве теп, вкачанного в систему;

наличие минимума в зависимости времени зажигания от времени зтакта с горячей пластиной и его вырождение с ростом толщины зграды и увеличением температурного напора.

4. Результаты, касающиеся закономерностей процесса зажигания сез преграду, способную к физико-химическим превращениям, в зтности:

заличие максимума в зависимости Бремени зажигания через пироли-ацуюся преграду от предэкспонента и анергии активащи реакщи ;олиза;

фактически линейную зависимость времени зажигания через терми-:ки тонкуюпиролизукцуюся (или испаряющуюся) преграду от комп-сса 1оКс (или т0Кс/рм ¿ИгТс* );

зывод о возможности пренебрежения временем "сгорания" термичес-тонкой преграды с гетерогенной экзотермической реакцией при ¡овии, что скорость реакции в диффузионном режиме много больше скорости в кинетическом режиме.

5. Вывод о необходимости учета зависимости оптических харак-¡истик вещества от выгорания реагента в задачах зажигания.

Апробащя работы.

Результаты работы-докладывались на трех Всесоюзных конферен-:х и школах: 1У Всесоюзной школе-семинаре молодых ученых "Сов-енные проблемы газодинамики и пути повышения эффективности ргегических установок", г.Волгоград, 1987 г.; Всесоюзной кон-енгии молодых ученых, г.Бийск, 1988 г.; Всесоюзной школе-се-аре по макроскопической кйнетике и химической газодинамике, омск, 1968 г. На республиканской школе-семинаре "Актуачьные блемы гидрогазодинамики", г.Алушта, 1987 г. На конференции одых ученых НИИ ШМ, г.Томск, 1988 г.; а такие на семинарах Ш и ИХКиГ СО АН СССР и кафедры математической физики.

По теме работы опубликовано б статей.

Получен акт о внедрении результатов исследования и прспрам-расчета характеристик зажигания через преграду (НПО "Алтай ').

Обът писсертании. Содержание диссертапюнноЛ р&боти излеле-

но на 106 страницах машинописного текста; диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, выводов, списка литературы (121 наименований) и приложения (12 таблиц, 47 рисунков). Общи объем диссертации (включая список обозначений, список литерату и приложения) составляет 182 странищ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе кратко показано состояние вопроса на сегод няшний день и определено место настоящей работы в теории зажиг ния.

Во второй главе сделана общая постановка задачи, выбраны обоснованы методы решения, приведены результаты эксперименталь исследований.

Математическая формулировка задачи (рис.1) представляет с бой в общем случае сопряженную задачу теплопроводности с химич кими источниками

СФ§?" + ! , ■ (

' + > I, (

п'

= • ~- =0, (

Зое

-1 = 0: <

где вид функщй Ч?(Х,-к) , , ^(-ЬЛ , а такие условие н

внешней границе X = О определяются свойствами преграды, типом внешнего источника, характером теплового контакта между вещест вами и теплоотдачей.

Требуется найти время зажигания конденсированного веществ "2" - время от начала воздействия внешнего источника до возбуя дения_экзотермической химической рзакгьл. Выгоранием вещества, лак ото принято в классической тепловой "теории загшгания"^, в чзние времени пренебрегаем.

I) Бплшов В.Н. Теория зажигания конденсированных веществ,/ -ОЕосибнрск: Наука, I960, ISO с'.

Решение задачи проведено приближенными аналитическими мето-гми и численно. Для определения времени зажигания одним из тра-

г> р\

шионных методов '• требуется знание динамики температуры по-зрхности, которую мо'шо найти в ходе решения сопряженной задачи зплопроводности Ш-(э) без химических источников в (2). Строгие талитические методы дают громоздкие функциональные зависимости, эторые неудобны в практическом использовании или вообще неприме-;»!Ы. В работе предложен приближенны:'! подход к решению сопряжеи-лх задач теплопроводности, встречающихся в теории зажигания, ос-эванный на предварительном анализе реиения в области изображении э Лапласу и разложении его по малым или большим физический па-зметрам. Достоверность полученных результатов подтверждена срав-энием с решением другими методами, где это было возможно, а так-з с численным счетом задачи (1)-(5) в различных предельных слу-аях.

Численное решение задач проведено по неявным разностным схе-ам методом прогонки с тщательным выбором оптимальных параметров асчетной сетки. Точность расчетов составила 1,0-2,53.

Решение задачи (1)-(5) проведено с выделением в отдельные эдзадачи различных физических процессов. Такой подход позволил успехом выявить основные качественные закономерности и опреде-1км;ие параметры. Разделение процесса на различные предельные арианты в данном случае целесообразно еще и потому, что для маз исследованной проблемы важным является получение приближенных адлитических формул, удобных в инженерных расчетах.

Представляется, что в большинстве задач успех приносит пос-эдовательное применение принципа учета возмуцения на' фоне базо-зго решения. Во всех задачах базовам реиением был набор характе-истик зажигания в условиях, когда прегра,п нет, а возмущением -алая термическая толщина преграды, интенсивность теплоотдачи, граниченньШ запас тепла в источнике и т.п.

Экспериментальное исследование зажигания через преграду про) Зельдович Я.Б. К теории зажигания // Докл. А4 СССР, 1953.

- Т.150. - » 2. - С.2вЗ-2Ьо. ) Князева Л.Г., Исакова Е.В. - в ст. Механика быстропротекаю-щих прогессов / Томск: Пэд-во Том.ун-та. 1989. С.65-72.

I) 4)

ведено на установках кондуктивного и лучистого нагрева-1"'• . В качестве модельной системы были выбраны пироксилин +1% сажи и пленки - полииыидные, фторопластовые и из полиэтилентерефтала-та. Лолучено, что чувствительность времени зажигания к температуре горячего блока (к потоку) растет с увеличением толщины преграды и температуры блока (потока),

В третьей главе представлены результаты исследования зажигания через инертную преграду. Перг ый параграф посвящен процессу за^.гания горячим блоком.

Если источником является горячая пластина температуры Те» что соответствует горячему блоку большой толщины и высокой тепловой активности, то в случае идеального теплового контакта между веществами (.Ч>(х,4;)=о, Ч!ИО = 0,^(0,Те) приближенный анализ задачи ( ви 5> 1 ) в безразмерных переменных, характерных для теории эакигания"^, дает

-и

1-г гга ' " 1'

где Тй = -КА-а , ^¿"=4:1 /"Ьй - время з&кигания без преграды, У= 1 /у}^^ - термическая толщина преграды, в- (1 -Иг>/С1 + Н«Ь = \jCipi А 1 /С2.^2. А 2. , остальные обозначения общепринятые . В случае термически толстой преграда, У » 1 , адиабатический и квазисташонарный методы определения времени зажигания дают одинаковый результат (7) при условии ©й 1 •

Анализ полученных ^юрмул показывает, что в случае термически тонкой преграды I , в случае термически толстой 41 ^ . Основным параметром; определяющим влияние преграды на время зажигания является I /( К е. -Ь Ь ) » что согласуется с численным счетом задачи.

Данные эксперимента по зажигании на горячей пластине, обрабо тайные в параметрах модели -Ц/4.(° ((УН*. •ЖГЕ!*') , ло;;;атся на прямую линию с наклоном, практически равным единица (рис.2).

4) Вилюнов В.Н., Кузнецов В.Т., Скорик А.И.. - В кн. Горение и взрыв / М.: Наука, 1977.- С.278-281.

Приближенное решение задачи при условии, что меяду вещест-:ами с момента времени ^ 0 существует инертная прослойка например, газ или слой клея), толщины Ь <1 (ЛУ(О- -ДЭТг(1,Ъ)/Ээс))приводит в случае К« I к формуле

й , II I А1 , (В)

гг 1 + м

нализ которой позволяет распространить прмиип сложения тзрми-ских сопротивлений на многослойные преграды при условии малости х общей термической толщины.

Численный счет задачи (1)-(5) при импульсном контакте с гс-ячим блоком, что соответствует условию Х= О : Ti.lO.-t} - Тз , -ь < -Ьэ ,

= 0, ,

1 Эос.

оказывает следующее. В зависимости существует минимум,

торый соответствует установлению квазистационарного равновесия а границе преграда-реагент или источник-реагент в момент отклкэ-ения нагревателя. С увеличением толщины преграды мигимум выроч-ается, что связано с созданием запаса тепла в преграде. С увели-ением температурного напора Вн (или начальной температуры Тн ) инимум также выроадается.

Тем же приближенным аналитическим методом решена задача о ажигании конденсированного вещества горячим высокотеплопровод-остньм телом конечной толщины. Условие на внешней границе запи-эм как

соН£| = - оЦТ-ТЛ,

сН \о Эос.

(5)

цес<.= 0 , если теплоотдача с торца отсутствует. Приведем ре-/льтаты для случая термически тонкой преграды.

Для определения критической толщины.блока 5л , при которой ажигание еще возможно, и времени зажигания в критических =ловиях имеем ^ 2вн-Гв* - в*/2.

им* — ж -¿^Г е ' •

- г, (аг /4) ,

№

Вй= ср/Сара. , = Ь />1Мг.-Ь (Тэ)

- в -

Температуру зажигания 8* находим из

л * вн -^/|_ГГТ13м

<Чо-в*о,о ^^^ ' о,сГ ви ]

О достоверности полученных формул говорит их удовлетворительное согласие в случае I.** 0) с известными результат«

ми5)'6)'Ч

Дцали от критических условий > & » 3 * , справедливо

*«*■

Если горячее тело имеет низкую теплопроводность, то необходимо учитывать в нем распределение температуры. Некоторые результат! получены при решении (1)-{Б) с условием

^Шо-^Шо • *■>!«,- Т|0 ' -Л< х <0,

Во втором параграфа приведены результаты исследования прогресса зажигания радиационным потоком,

Если источником является лучистый поток величины ехр (- ¿ас ) с^еоср {-(41) , а тепловой контакт мекд

веществами идеальный { (4Л « О ) , то в случае термически тонкой преграды с точностью до при 6 " 0 и 4 = 00 для времени зажигания получен одинаковый результат

или

"ti I , Пг IRa

(п

5) Берман B.C., Рязанцев Ю,С., Шевцова В.1,5. /J Прикладная математика и механика. I960. - Т.44,- if» I. - С.89-95.

6) Дик-И. Г., Зурер А.Б, J J 3m. гор. и вэр, - 1982.- T.I8.- № 4 - С.15-22.

7) Гришин A.M., Субботин А.Н,- В сб; Тепло- и массоперенос. Т.; ч.2 / Минск. 1972. - С.286-294.

Решение задачи при 6 = 0 и И 1 приводит к слабой зави-юсти времени зажигания от толщины преграды. Предельным слу-юм является - время зажигания непрозрачного конденспро-1нного вещества без преграды при условии чисто кондуктивчых шлопотерь в среду "С^ /Тс" =(1 + Н а

)2- .Дня любого $ пред-

жена аппроксимащонная фор;,?ула •С. __/ V

У Нг-ЦГг? \

ОТ- ^

Приближенный анализ задачи при V « 1 в случаях С = ¿ч/зе^Ь и (г>> 1 , а так'ле численное решение при $ ^ 1 дают слабую тисимость времени зажигания от показателя поглощения 6 . Решение задачи в случае высокотеплопроводностной прегради,

е.

С=0,Ж=1: -Аа^^о-с^^.Т.-Т*, (12)

»лученное с помощью метода коллокашй и кзазистапионарного адиабатического) критерия, дает результат, с точностьи коэффи-!ента, совпадающий с (II). Экспериментальные данные качествен> согласуются с представления:,:;! теории (рис.3).

Наклон прямой±1/Ь1° (Ше /-ГЗ^Юв начале координат отли-:н от «Л?7 , что мо;шо объяснить неидеальностью теплового штакта мезду веществами "I" и "2". Действительно, приближенный юлиз задачи в случаё прозрачной преграды (к каким мовдо отнес-1, например, полиамидную пленку) и прозрачной прослойки ме^кду яцествами приводит при У« I к формуле

Ьг

■и5

отличие от задачи о зажигании горячим блоком, радиационный »грев к правилу сложения термических сопротивлений не приводит.

Численное исследование за;шгания через непрозрачную высоко-зплопроводностную преграду с условием (12) при < Ьз и усло-1ем /Эж)0-О при -Ъ >Ь;> показало наличие критического

:емени экспозиции -Ьэ*., такого, что если время за-

дания резко возрастает. Анализ эволюции температуры поверхнос-Г для систеш "сталь-порох Н" для различных С показывает,что

при I = 0,03 см -Ьэ* превосходит время, при котором происходит перегиб кривой Та.(£ ,0), а при I = 0,09 см - Ьэ* уже мень ше времени подключения химических реакций. Подобное замечание о1 носится и к влиянию интенсивности потока. По результатам расчетов построена аппроксимашонная формула .

где 1Д5 , 9ое[Ю, 240] Вт/см\ I е I О , 0.12] слл .

Критическая толщина , при которой возможно воспламенение конденсированного вещества, практически не зависит от вариа ши Ца и4.э в отдельности при постоянстве и растет

вместе с количеством вкачанного тепла,

В третьем параграфе получено приближенное аналитическое ре шение задачи о зажигании конвективным потоком, В этом случае

= о, о ;

где ■ - коэффициент теплоотдачи, _ температура поджигающей среды. Результат для Л/и = о(. >ЩгТ<ГУЛ г 1, 2Г <!< 1 можно представить, например^ так

+ вн , й . Тз-Тн

4:1 . - . Г-^- + (1б)

= 1 + ипт^5 I Лх ] •

. -ЬI Нс ^оёйГ

При о1 -»-«»« из (16) получим решение задачи о зажигании горячей пластиной (6). При А $ °о все значения времени зажигания опищу ся единой прямой, если в расчетах принять {.*=»(.-+-А*. /<£

Для исследования влияния теплоотдачи в среду на время за;;л гания в четвертом параграфе рассмотрены три задачи: зажигание горячим тепом с учетом теплоотдачи с горца, закигаше тепловым потоком через высокотеплопроводностную преграду с учетом потерь тепла конвекцией и зажигание лучистым потоком .через полупрозрач ную преграду с учетом чисто кондуктивных теплопотерь.

В первой - £(а:,-О=0, ) (4) = о , условие на границе О (9) со! ^ 0 и Т (сс;О) = - для критической температур] имеем

оудет много больше скорости разложения в кинетическом режиме Куеоср(- Е( /ЛТд) Это следует из результатов численного решения задачи (2), (4), (5) с гетерогенной реакцией на внешней поверхности, которая может протекать как в кинетическом, так и в диффу знойном режиме.

Разложение (окисление) вещества преграды может привести к увеличению числа помещающих центров и, следовательно, к повышенно топлоиакопления от радиационного потока. Это в свою очередь, приведет к изменению скорости химической реакции и, следовательно, к изменению 6 . Так как химическое превращение под действием внешнего потока лучистой энергии возбуждается в узком приповерхностном слое, исследование воспламенения тонкой пленки будет приемлемой моделью зажигания конденсированного вещества. Это»: задаче посвящен четвертый параграф-четвертой главы. Считая, что пленка успевает равномерно прогреваться вследствие малой толщины, залисем математическую формулировку задачи в виде:

-а^Г-геоаК-Е/ЯТ!) , }

¿.= Т- Тн-0, -Ь = О ,

где с^ - мощность источника, - выгорание век;эства пленки. Радиационный поток, уходящий с неосвещенной поверхности пленки есть

$ («У. :

В работе принята линейная связь между 6 и £ , обнаруженная из анализа данных по измерению оптических характеристик хлопчатобу-макной ткани с различной степенью разложения. Аналитические опенки показали, что учет зависимости £и 6 приводит к существенному изменению времени зажигания пленки. Тот же вывод получен при численном решении задачи (21). Динамика температур' глубины превращения и потока, пропущенного пленкой в ходе процесса, полученная численно с учетом изменения оптических характеристик и с постоянными оптическими свойствами, показана на рис.4. Наиболее существенное изменение поглощенного потока происходит на стадии, когда скорость химической реакции, а, следовательно,

мой определяется параметрами Е„ , к п , > Со . Заметим, что аналогичная модель монет быть справедливой и при заулгании через слой жидкости под действием мощного теплового потока, когда испарение жидкости идет в кинетическом режиме. Постановка задачи в математическом отношении аналогична задаче с пиролизуюце.Чся преградой, но в (21) вместо характеристик пиролиза - характеристики процесса испарения.

В третьем параграфе рассмотрена задача о эакигании через полупрозрачную преграду с гетерогенной экзотермической реакцией. Граничное условие при ос. = 0- -Х1ЛЭТ1./Э0М - .Я1 О^^езср

ЛТ*) , т) = (гШ , О .

Полагали, что при низкой температуре реакция вдет в кинетическом режиме, что избавляет от.необходимости рассматривать процесс мас-сообмена с окружающей средой. При некоторой температуре происходит скачкообразный переход реакции в диффузионный ре^им, характеризующийся высокой скоростью и слабой зависимостью от темпера-ауры. При численном решении задачи полагали, что после перехода процесса разложения из кинетического рекима в диффузионный преграда мгновенно сгорает, обнажая поверхность подвигаемого вещества. Расчеты для модельных веществ и преграды показывают, что при высоких потоках кривая 4:*° (время зажигания без преграды) является асимптотой для времени зажигания через химически активную преграду -Ц* , кривая Ц ^ (время закигания через инертную преграду) - при низких . Получено, что при некотором соотношении параметров , , К1 тонкая полупрозрачная пленка на поверхности топлива способствует его зажиганию,. Этот эффект обнаружен в^ при исследовании зажигания топлива посредством активной пленки.

Могадо предположить другой механизм процесса: преграда сгорает и остается в виде шлакового остатка, экранируя внешний поток. Расчеты,проведенные для той же пары вещаете, показывают, что в случае, квгда изменением физических свойств вещества преграды в ходе кинетического превращения пренебрегают, время зажигания мало отличается от полученного по описанному выше механизму.

Заметим, что временем собственно "сгорания" преграды молно пренебречь, если скорость ее разлошзния в диффузионном режиме |Ъо

в) Либровнч В,Б. // ¿Е.ГШ. - 1963. - » б. - С.74-79.

•орание существенно (соответственно, кривые 1-3 для посгоян-: f и А , 4-6 - для переменных). Зависимость температуры времени, полученная численно с учетом изменения оптических )Йств в ходе химического превращения, качественно согласуется жспериментальными данными.

В заключение приведены расчеты задачи.о зажигании через ^прозрачную прегражу с экзотермической реакцией на поверхности совместном действии конвективного и лучистого потоков пла, зависящих от времени. Показано, что картина развития про-сса существенно зависит от характера внешнего нагрева.

Выводы

Таким образом, поставлена и решена задача о зажигании кон-нсированного вещества в осложненной теплофизической ситуации, зультаты исследования позволяют сделать следующие выводы.

1. Развитый в работе приближенный подход к решении сопря-нных задач теплопроводности может быть с успехом применен к шению других задач теории закигания и горения. Рекомевдаши по [бору оптимальных параметров расчетной сетки, данные в работе, iryT способствовать улучшении качества численного анализа.

2. Основным параметром, определяющим влияние преграды на :емя зажигания конденсированного вещества -fet является yjoti -hi0') Kfi.W , где гп»1 для задачи о зажигании горячей ¡астиной, «*»-! - для задачи о зажигании лучистым потоком. Для югослойной термически тонкой преграды принцип сложения теп-эвых сопротивлений справедлив в случае зажигания горячей плас-1ной, и не выполняется при зажигании лучистым потоком.

3. В случае термически тонкой преграды время зажигания кон-знсированного вещества в первом приближении пропорционально элщине преграды для всех типов источников. В случае термически олстой преграды время зажигания через нее пропорщонально квад-ату толщины i- при зажигании горячей пластиной, слабо зависит т L - при зажигании потоком.

4. При импульсном действии источника справедливы следующие акономэрносги:

В зависимости критического времени зажигания от времени :онтакта конденсированного вещества с горячей пластиной сущерт-ует минимум, который выро:здается с ростом толщины преграды и с

увеличением температурного напора. Критическое время экспозииш лучистого потока, разделяющее заямгание и незажигание конденсированного вещества, определяется соотношением запасов тепла в преграде и в конденсированном вещества за характерные времена. Критическая толщина преграды при за гигант лучистым потоком определяется вкачанным теплом -кэ * <\0 и теплоемкостью преграды.

о. При зажигании конденсированного вещества через прегращ горячим телом конечных размеров критические характеристики, раг делящие закигание и незакигание возрастают с толщиной преградь Преграда усиливает чувствительность временя зажигания и критических характеристик к теплоотводу с торца горячего блока и его начальному раз огре ву.

6. Учет теплоотдачи в среду по кондуктявному механизму не влияет на качественный характер зависимости времени зажигания от показателя поглощения вещества преграды.

7. При зажигании лучистым потоком через пиролизующуюся или испаряющуюся термически тонкую преграду угол наклона прямой (СКа/ч/оёТТТ" ) зависит от параметров пиролиза или испарения.

8. Преграда с гетерогенной экзотермической реакдаей может уменьшить время зажигания конденсированного вещества по сравнению со временам зажигания без преграды в случае большого экзо-еффекта гетерогенной реакции и увеличить - в случае длительного времени прогрева преграды.

9. Учет зависимости оптических характеристик тонкой пленки от глубины ее разложения существенно уменьшает опенку времени зажигания.

В заключение приношу благодарность В.Н.Вклюнову, И.Г.Дику, В.Т.Кузнецову, Л.И.Скорику за внимание к работе и пенные ре-комендащи, и всем сотрудникам лаборатории за благожелательное отношение.

онришающоя среза

I^JiiEiJ^

Qnltn Еч v^ ucmсчннн

Ш-1)

Oz

CW<¡>Et

ftc.I Иллюстрация к постановке задачи

ti

5 -«Г*

/ »А + Г

к* м 71 1 в 1

1S

ю го

U1

Рис.3 Экспериментальные ре -эультаты по зажиганию лучистым потоком в параметрах модели. I ,см: « - 0,004, » -0,009, в - 0,021; 9„,Вт/см2: I - 167,6, 2 - 142,5, 3 -104,8, 4 - 58,7, 5 - 41,2,

6 - 35,6, 7 - 25,1; - -

расчет по (II)

-1

-а

/ к

/ / А л3 /

á г

»/ 1 / / 1

-1

Рис.2 Результаты эксперимента по зажиганию на горячей пластине в параметрах модели

I ,см : • - 0,002, * -0,006; Т,,К : I - 500, 2 -510, 3 - 520, 4 - 530 , 5 -540; - - расчет по (6)

1,5 "t,c

Рис.4 Температура (4,1), глубина превращения (5,2), поток, пропущенный пленкой (6,3) во времени; <^=42,4 Вт/см .

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Дик И.Г., Князева А.Г. Зажигание конденсированного вещества, экранированного полупрозрачной, тепдопроводящей пластиной//^. гор. и вэр. 1989. Т.25.УЗ.С,9-16.

2. Дик И.Г., Князева А.Г. Зажигание конденсированного вещества через преграду с различными физико-химическими характеристиками, -в сб. Макроскопическая кинетика и химическая газодинамика/ Томск,1989. С. 127-132.

3. Дик И.Г., Зурер А.Б., Князева А.Г. О зажигании конденсирс ванного вещества импульсным тепловым потоком через непрозрачный экран с большой теплопроводностью// Фиэ. гор. и взр.1989. Т.25.' Кб .С

4. Князева А .Г., Ясакова Е.В. Выбор параметров расчетной сетка разностных задач .-в сб. Механика быстропротекающих про-цессов//Изд-во том .ун-та.Томск.1989.С.65-72.

5. Князева А.Г., Див И.Г. О моделировании зажигания конденсированного вещества черев термически нестойкую преграду/ Том. ун -т.-Томск,1989.-22 С.- Библиогр,4назв,-ил.7.-£ус.-Деп.в

вшит -Ы>3 от£Ц. 40. %9 ,

6. Дик И.Г.,Князева А.Г. Приближенный расчет характерно -тик зажигания в условиях сопряженного теплообмена/Том. ун-т.-Томск,1989.-26 С.-Библиогр.21 назв.- Рус.-Деп. в ВИНИТИ