Q. Jing, D. Wang, C.-L. Shi, Q.-M. Liu, Y. Shen, Z.-S. Wang, C.-Q. Liu, Z. Yang, Z.-L. He, X. Chen, S.-Z. Li, J.-X. Huang, “Характеристики перехода горения в детонацию и структуры волны детонации в воздушной взвеси хлопьевидных частиц алюминия”, Физика горения и взрыва, 2023, том 59, выпуск 5,страницы 125

Характеристики перехода горения в детонацию и структуры волны детонации в воздушной взвеси хлопьевидных частиц алюминия

Q. Jing^a, D. Wang^b, C.-L. Shi^b, Q.-M. Liu^c, Y. Shen^c, Z.-S. Wang^c, C.-Q. Liu^c, Z. Yang^c, Z.-L. He^c, X. Chen^c, S.-Z. Li^c, J.-X. Huang^c

^a College of Safety and Ocean Engineering, China University of Petroleum, Beijing, China
^b Beijing Key Laboratory of Metro Fire and Passenger Transportation Safety, China Academy of Safety Science and Technology, Beijing 100012, China
^c State Key Laboratory of Explosion Science and Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China

Аннотация: Проведено экспериментальное исследование двухфазного потока при взрыве воздушной взвеси хлопьевидных частиц алюминия в крупномасштабной горизонтальной трубе длиной 32.4 м с внутренним диаметром 0.199 м. Анализировался переход горения в детонацию при воспламенении электрической искрой с энергией 40 Дж взвесей с различными массовыми концентрациями частиц алюминия в воздухе. Экспериментально показано установление самоподдерживающейся детонации в диапазоне концентраций частиц алюминия в воздухе 286 $\div$ 532 г/м$^3$. Детально проанализирован процесс перехода горения в детонацию при оптимальной концентрации частиц алюминия 409 г/м$^3$, при этом скорость детонации составила 1690 м/с, давление детонации – 58 бар. В самоподдерживающемся режиме детонации избыточное давление топливно-воздушной смеси проявляет типичный характер постоянных колебаний, при этом скорость детонационной волны постоянна. Также наблюдалась двухголовая спиновая детонация алюминиево-воздушной смеси. Проанализированы структура детонационной волны, параметры поля течения, взаимодействие между ударными волнами, траектории тройных точек. Размер детонационных ячеек при оптимальной концентрации составил около 486 мм.

Ключевые слова: переход горения в детонацию, порошок хлопьевидных частиц алюминия, двухфазная детонация, структура детонационной волны, избыточное давление детонации, скорость детонации.

УДК: 534.2

Поступила в редакцию: 05.10.2022
Принята в печать: 09.11.2022

DOI: 10.15372/FGV2022.9231