Ignition of high-energy solids with nonideal surfaces by constant heat flux

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Ignition characteristics of a high-energy solid with nonideal (rough) surface by constant heat flux were studied. The geometry of surface was represented by a set of identical protrusions having a shape of wedge based on the block of reactive solid. Depending on the ratio of the protrusion height and the depth of the heated layer formed in course of ignition process, several regimes of ignition were found: (i) when the substance is ignited as a massive block and the effect of roughness is negligible; (ii) when ignited are the individual protrusions; and (iii) the intermediate region between the previous two. Critical ignition conditions, ignition time and ignition criterion were determined for the three regimes. The results are compared with the results for the one-dimensional (1D) ignition of the semi-infinite body. It is shown that the effect of geometry on ignition results in the considerable reduction of the ignition time or the amount of energy required for the successful ignition is less compared to the 1D case.

全文:

受限制的访问

作者简介

Vladimir Krupkin

N. N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: krupkin49@mail.ru

Doctor of Sciences in Physics and Mathematics, Head of the Laboratory

俄罗斯联邦, Moscow

Grigory Mokhin

N. N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: mokhin@gmail.com

Candidate of Sciences in Physics and Mathematics, Researcher

俄罗斯联邦, Moscow

参考

  1. Marshakov, V. N. 1987. The parameters of spot pulsation burning of nitroglycerine powder. Sov. J. Chem. Phys. 6(4):978–994.
  2. Mellor, A. M., D.A. Wiegand, and K. B. Isom. 1995. Hot spot histories in energetic materials. Combust. Flame 101:26–35.
  3. Marshakov, V. N., and V. A. Frost. 2018. Osobennosti protsessa vosplameneniya kondensirovannogo energeticheskogo materiala pri teplovom initsiirovanii [Peculiarities of the process of ignition of condensed energy material at thermal initiation]. Goren. Vzryv (Mosk.) — Combustion and Explosion11(4):71–80. doi: 10.30826/CE18110408.
  4. Rashkovsky, S. A., V. G. Krupkin, and V. N. Marshakov. 2019. Effect of the curvature of the burning surface on the burning rate of a solid homogeneous energetic material. Combust. Flame 208: 45–50. doi: 10.1016/j.combustflame.2019.07.004.
  5. Kulkarny, A. K., M. Kumar, and K. K. Kuo. 1982. Review of solid propellant ignition studies. AIAA J. 20(2):243– 244. doi: 10.2514/3.51071.
  6. Vilyunov, V. N., and V. E. Zarko. 1989. Ignition of solids. Amsterdam, Oxford, New York, Tokyo: Elsevier Science Publs. 442 p.
  7. Vorsteveld, L. G., and C. E. Hermance. 1987. Effect of geometry on ignition of the reactive solid: Square corner. AIAA J. 25(4):592–597. doi: 10.2514/3.9668.
  8. Vorsteveld, L. G., and C. E. Hermance. 1989. Effect of geometry on ignition of the reactive solid: Acute angles. J. Propul. Power 5(1):26–31.
  9. Margolin, A. D., G. N. Mokhin, and V. G. Krupkin. 1990. Ignition of a wedge and cone by a thermal flux in a homogeneous reaction. Combust. Explo. Shock Waves 26(1):17– 22. doi: 10.1007/BF00742266.
  10. Margolin, A. D., G. N. Mokhin, and V. G. Krupkin. 1991. Ignition of a wedge and cone with isothermal base by means of a heat flux. Combust. Explo. Shock Waves 27(2):133–137. doi: /10.1007/BF00789388.
  11. Margolin, A. D., and V. G. Krupkin. 1991. Ignition of a wedge and cone by a variable heat flux. Sov. J. Chem. Phys. 10(8):1760–1771.
  12. Zeldovich, Ya. B., G. I. Barenblatt, V. B. Librovich, and G. M. Makhviladze. 1985. The mathematical theory of combustion and explosions. 1st ed. Springer. 619 p.
  13. Margolin, A. D., V. G. Krupkin, G. N. Mokhin, and V. V. Golovanov. 1993. Critical diameter of heterogeneous combustion transmission. Sov. J. Chem. Phys. 12(11):2187–2193.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. The model diagram: (a) ignition of rough surface by constant heat flux; and (b) a single protrusion

下载 (56KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Apex temperature θin(0) vs. time τ in course of inert heating, ζ0 = 1: 1 — protrusion; 2 — slab; and 3 — wedge

下载 (44KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Evolution of the temperature distribution in the protrusion with time (ζ0 = 6; θ0 = –10.53; and Ω = 0.686): 1 — τ = 4; 2 — 15.49; 3 — 36.88; 4 — 49.50; and 5 — τ = 50.18

下载 (56KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Apex temperature vs. time (1, Ω = 0.686) in comparison with the inert heating (2, Ω = 0) at ζ0 = 6 and θ0 = –10.53

下载 (48KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Dependences of ignition time τ∗ (a) and ignition criterion Ω∗ (b) on protrusion height ζ0 at various initial temperatures θ0: –5.8 (1); −10.5 (2); −15.8 (3); and −20.2 (4)

下载 (93KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Dependence of ignition time τ∗ (a) and ignition criterion Ω∗ (b) on initial temperature θ0 at various protrusion heights ζ0: 1 — ζ0 = 0; 2 — 2; 3 — 6; 4 — 12; and 5 — ζ0 = 20

下载 (106KB)
索引源数据

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».