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
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации