Разработана математическая модель формирования центров нуклеации при прогреве частицы гелеобразного топлива (маслонаполненного криогеля на основе органического полимерного загустителя) в высокотемпературной воздушной среде. Она описывает группу взаимосвязанных физико-химических процессов в конденсированной фазе и газовой среде (инертный прогрев, плавление, разделение жидких компонентов, их испарение) в условиях лучисто-конвективного нагрева при варьировании температуры источника в диапазоне 673–1073 К. Сравнение результатов численного моделирования с экспериментальными данными, полученными при идентичных условиях, позволило установить границы применимости разработанной математической модели и алгоритм численного решения для прогнозирования достижения условий диспергирования капли расплава гелеобразного топлива.
По результатам ранее выполненных экспериментальных исследований в рамках математического аппарата механики сплошной среды и теории химической кинетики разработана математическая модель зажигания горючей частицы типичного гелеобразного топлива на основе органического полимерного загустителя в разогретом воздухе. Она описывает процесс, соответствующий предельному режиму, при котором характерные времена прогрева топлива и формирующейся парогазовой смеси много больше характерных времен химического реагирования горючего и окислителя в газовой среде. Удовлетворительные результаты верификации математической модели и алгоритма численного решения позволили сделать вывод о возможности применения разработанного подхода для достаточно достоверного прогнозирования характеристик зажигания рассматриваемого класса гелеобразных топлив. Для одиночных частиц гелеобразного топлива размерами 0.25–2.00 мм, нагреваемых в воздушной среде при температурах 750–1473 К, времена задержки воспламенения составляют от 0.3 до 10.0 с.
Индексирование
Scopus
Crossref
Higher Attestation Commission
At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation