Новые методики измерения характерных размеров ячеистых структур детонационного фронта

Разработаны и апробированы методики измерения характерных размеров детонационных ячеек, основанные на поточечной обработке фотоснимков самосвечения областей соударений поперечных волн детонационного фронта. Методики используются при условиях, когда непрерывные траектории становятся трудноразличимыми из-за малого расстояния между ними и сливания границ ячеек с общим фоном. Такие точки с повышенной яркостью в моменты встречных соударений поперечных волн позволяют достроить траектории движения поперечных волн и определить размер детонационных ячеек малого размера. Представлены результаты экспериментальных исследований распространения волн детонации в стехиометрических горючих системах ацетилен/ кислород и метан/кислород. Получены данные об области существования устойчивых ячеистых структур в этих смесях, а также поперечных размеров отдельных ячеек. Проведено сравнение данных о размере ячеек, полученных по предложенному методу, с известными традиционно используемыми методиками. Установлено соответствие этих данных на примере стехиометрических горючих смесей ацетилен/кислород и метан/кислород.

1. Ландау Л. Д. К теории медленного горения // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1944. Т. 14, № 6. С. 240–244.

2. Щелкин К. И., Трошин Я. К. Газодинамика горения. М.: Изд-во АН СССР, 1963.

3. Васильев А. А. Ячеистые структуры многофронтовой детонационной волны и инициирование (обзор) // Физика горения и взрыва. 2015. Т. 51, № 1. С. 9–30.

4. Митрофанов В. В. Детонация гомогенных и гетерогенных систем. Новосибирск: Изд-во Ин-та гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 2003.

5. Desbordes D. Transmission of overdriven plane detonations: critical diameter as a function of cell regularity and size // Dynamics of explosions. 1988. Vol. 114. Р. 170–185.

6. Edwards D. H. et al. The quasi-steady regime in critically initiated detonation waves // Journal of Physics D: Applied Physics. 1978. Vol. 11. No. 15. Р. 2103.

7. Laberge S. Propagation and Extinction of Detonation Waves in Tibe Bundles // Dynamic Aspects of Detonations. 1993. Vol. 153. Р. 381–396.

8. Войцеховский Б. В., Митрофанов В. В., Топчиян М. Е. Структура фронта детонации в газах. Новосибирск: Изд-во Сиб. отд-ния АН СССР, 1963.

9. Abid S., Dupré G., Paillard C. Detonation of UDMH/O2 Mixtures // Dynamic aspects of detonations. 1993. Vol. 153. Р. 162.

10. Pedley M. D. et al. Hydrazine vapor detonations // International Colloquium on Dynamics of Explosions and Reactive Systems. Warsaw: Warsaw University Of Technology, The Polish Academy Of Sciences, 1988.

11. Knystautas R., Lee J. H., Guirao C. M. The critical tube diameter for detonation failure in hydrocarbon-air mixtures // Combustion and Flame. 1982. Vol. 48. Р. 63–83.

12. Manzhalei V. I., Mitrofanov V. V., Subbotin V. A. Measurement of inhomogeneities of a detonation front in gas mixtures at elevated pressures // Combustion, Explosion and Shock Waves. 1974. Vol. 10. No. 1. Р. 89–95.