Усиление ударной волны в двухфазной смеси перегретого водяного пара и триэтилалюминия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые экспериментально продемонстрирована возможность усиления ударной волны в двухфазной смеси перегретого водяного пара и жидкого триэтилалюминия (ТЭА, Al(C2H5)3). Показано, что тонкая синхронизация момента впрыска ТЭА в поток перегретого водяного пара с моментом прихода затухающей ударной волны позволяет обеспечить незатухающий характер распространения ударной волны в двухфазной среде перегретый водяной пар–ТЭА со скоростью на уровне 1500 м/c.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. М. Фролов

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

Автор, ответственный за переписку.
Email: smfrol@chph.ras.ru
Россия, Москва

И. О. Шамшин

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

Email: smfrol@chph.ras.ru
Россия, Москва

К. А. Бырдин

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

Email: smfrol@chph.ras.ru
Россия, Москва

К. А. Авдеев

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

Email: kaavdeev@mail.ru
Россия, Москва

В. С. Аксенов

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

Email: smfrol@chph.ras.ru
Россия, Москва

П. А. Стороженко

Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений

Email: smfrol@chph.ras.ru

академик РАН

Россия, Москва

Ш. Л. Гусейнов

Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений

Email: smfrol@chph.ras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Bussing T., Pappas G. An introduction to pulse detonation engines // AIAA Paper 94-0263, 1994 (Proc. 32nd Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 10–13 January 1994, Reno, NV, U.S.A. https://doi.org/10.2514/6.1994-263
  2. Bykovskii F.A., Zhdan S.A., Vedernikov E.F. Continuous spin detonations // J. Propuls. Power 2006. V. 22(6). P. 1204–1216. https://doi.org/10.2514/1.17656
  3. Frolov S.M., Platonov S.V., Avdeev K.A., Aksenov V.S., Ivanov V.S., Zangiev A.E., Sadykov I.A., Tukhvatullina R.R., Frolov F.S., Shamshin I.O. Pulsed combustion of fuel–air mixture in a cavity under the boat bottom: modeling and experiments // Shock Waves. 2022. V. 32(1). P. 11–24. https://doi.org/10.1007/s00193-021-01046-2
  4. Frolov S.M., Avdeev K.A., Aksenov V.S., Frolov F.S., Sadykov I.A., Shamshin I.O. Pulsed detonation hydroramjet: Design optimization // J. Marine Sci. Eng. 2022. V. 10. № 1171. https://doi.org/10.3390/jmse10091171
  5. Бырдин К.А., Фролов С.М., Стороженко П.А., Гусейнов Ш.Л. Детонационная способность бор- и алюминий-содержащих соединений в воздухе, воде и диоксиде углерода // Горение и взрыв. 2023. T. 16. № 2. C. 50–70. https://doi.org/10.30826/CE23160205
  6. Poling E., Simons H.P. Explosive reaction of diborane in dry and water-saturated air // Ind. Eng. Chem. 1958. V. 50. № 11. P. 1695–1698. https://doi.org/10.1021/ie50587a051
  7. Martin F.J., Kydd P.H., Browne W.G. Condensation of products in diborane-air detonations // Proc. Symp. (Int.) Combust. 1961. V. 8. № 1. P. 633–644. https://doi.org/10.1016/s0082-0784(06)80555-2
  8. Sample P., Simons H.P. Explosive reactions of diborane in benzene-saturated air // Ind. Eng. Chem. 1958. V. 50. № 11. 1699–1702. https://doi.org/10.1021/ie50587a052
  9. Whatley A.T., Pease R.N. Observations on thermal explosions of diborane-oxygen mixtures // J. Am. Chem. Soc. 1954. V. 76. No. 7. P. 1997–1999. https://doi.org/10.1021/ja01636a089
  10. Baden H.C., Bauer W.H., Wiberley S.E. The explosive oxidation of pentaborane // J. Phys. Chem. 1958. V. 62. № 3. P. 331–334. https://doi.org/10.1021/j150561a021
  11. Bauer W.H., Wiberley S.E. Explosive oxidation of boranes. In: Borax to Boranes. American Chemical Society, Washington, DC, 1961. P. 115–126. (Advances in Chemistry, 32).
  12. Seedhouse E. SpaceX: Starship to Mars — The First 20 Years. Cham: Springer, 2022.
  13. Billig F.S. A study of combustion in supersonic streams. Doctoral dissertation, Univ. of Maryland, MD, USA, 1964.
  14. Кузнецов Н.М., Фролов С.М., Шамшин И.О., Стороженко П.А. Кинетика взаимодействия капель триэтилалюминия с перегретым водяным паром: эксперимент, физико-химическая модель и схема химических реакций // Горение и взрыв. 2020. T. 13. № 3. C. 76–81. https://doi.org/10.30826/CE20130307
  15. Фролов С.М., Аксенов В.С., Басевич В.Я. Инициирование детонации при взаимодействии ударной волны с зоной форкамерно-факельного зажигания // ДАН. 2006. Т. 410. № 1. С. 70–74.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема экспериментальной установки.

Скачать (92KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Измеренные зависимости скорости ударной волны от пройденного расстояния в опытах с одинаковыми начальными условиями. Рабочая среда – водяной пар (T = 415 ± 5 К). Рабочая жидкость – ТЭА, керосин ТС-1, н-додекан, вода. Задержка прихода ударной волны от 5 до 9 мс.

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Измеренные зависимости скорости ударной волны от пройденного расстояния в опытах с одинаковыми начальными условиями. Рабочая среда – водяной пар (T = 415 ± 5 К). В четырех опытах рабочая жидкость – ТЭА (символы с заливкой). Задержка прихода ударной волны 10 мс. В семи опытах (символы без заливки) ударная волна распространяется по перегретому водяному пару без впрыска рабочей жидкости.

Скачать (155KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Измеренные зависимости скорости ударной волны от пройденного расстояния в опытах с одинаковыми начальными условиями. Рабочая среда – водяной пар (T = 415 ± 5 К). Рабочая жидкость – ТЭА или H2O. Задержка прихода ударной волны 22 и 48 мс.

Скачать (126KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024