|
Механика
Режим зажигания реакционноспособного вещества, подвергаемого мощному тепловому потоку излучения, во многом определяется поглощательной способностью его приповерхностного слоя. С целью улучшения условий зажигания или достижения обратного эффекта прогреваемый слой вещества может быть целенаправленно модифицирован в исходном состоянии или "запрограммирован" на соответствующие изменения поглощательной способности в процессе повышения температуры. Цель настоящей работы заключается в исследовании влияния на процесс зажигания реакционноспособного вещества изменения его поглощательной способности в зависимости от температуры.
Рассматривается зажигание полуограниченного полупрозрачного вещества потоком излучения. Падающий лучистый поток тепла проходит через поверхность вещества и поглощается внутри него с коэффициентом поглощения обратно пропорциональным температуре $kappa = k/T^m$. Для упрощения модели процесса принимаются следующие допущения: не учитывается давление потока излучения, полагается, что излучение изотропно и для переноса излучения применимо диффузионное приближение со средним коэффициентом поглощения по всем частотам, рассматривается простая кинетика химического процесса, перенос тепла по реакционноспособному веществу обеспечивается теплопроводностным механизмом. Математическое описание такого процесса представлено уравнением распространения тепла в теле, уравнением диффузии для горючей компоненты и уравнением переноса излучения.
Задача решалась численно по неявной разностной схеме методом прогонки с итерациями. Точность счета по времени зажигания $sim 1%$ , по температуре $sim 4%$.
Изучался характер прохождения процесса зажигания вещества при изменении степени зависимости коэффициента поглощения от температуры m. Для сравнения были изучены изменения в характеристиках процесса, когда при различных m коэффициенты поглощения были равны между собой при высокой температуре T$_*$ или при начальной температуре T$_0$. Анализ результатов привел к следующим выводам. При равенстве коэффициентов поглощения при высокой температуре T$_*$ зона прогрева реакционноспособного вещества существенно сужается с увеличением степени зависимости коэффициента поглощения от температуры m. Изменение коэффициента поглощения влияет на время зажигания. При равенстве коэффициентов поглощения при высокой температуре время зажигания убывает с ростом степени зависимости коэффициента поглощения от температуры, а при равенстве коэффициентов поглощения при начальной температуре время зажигания наоборот возрастает при возрастании степени зависимости коэффициента поглощения от температуры. Учет теплового излучения самого вещества практически не влияет на время зажигания.
Работа поддержана грантом РФФИ (проект № 03-03-33075) и Министерством образования РФ и CRDF в рамках программы BRHE (проект № 016-02).
Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции
Дата последней модификации: 06-Jul-2012 (11:52:45)