Выпуски

 / 

2021

 / 

Ноябрь

  

Памяти Владимира Евгеньевича Фортова. Обзоры актуальных проблем


Детонационная волна конденсации

,
Объединенный институт высоких температур РАН, ул. Ижорская 13/19, Москва, 127412, Российская Федерация

В серии недавних работ авторов было обнаружено и детально исследовано новое физическое явление — образование детонационной волны при конденсации сильно пересыщенного углеродного пара. Суть явления заключается в том, что инициирующая ударная волна, распространяющаяся по экзотермическому углеродному соединению (например, недокиси углерода $\rm {C_3O_2}$ или ацетилену $\rm {C_2H_2}$), в результате его быстрой диссоциации формирует сильно пересыщенный углеродный пар, при конденсации которого выделяется энергия, образующая и поддерживающая детонационную волну. Подробно описаны результаты экспериментальных исследований и их анализа на основе детальной кинетики и термодинамики происходящих процессов и одномерной теории детонации Зельдовича—Неймана—Дёринга. Обсуждены возможности практического использования обнаруженного явления.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
Ключевые слова: детонация, ударная волна, химическая конденсация, недокись углерода, ацетилен, углерод, пересыщенный пар, наночастицы, кинетика, термодинамика
PACS: 47.40.Rs, 64.70.fm, 82.60.−s (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2021.02.038936
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2021/11/b/
Цитата: Ерёмин А В, Фортов В Е "Детонационная волна конденсации" УФН 191 1131–1152 (2021)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 26 ноября 2020, доработана: 16 января 2021, 21 февраля 2021

English citation: Eremin A V, Fortov V E “Detonation wave of condensationPhys. Usp. 64 (11) (2021); DOI: 10.3367/UFNe.2021.02.038936

Список литературы (84) ↓

  1. Berthelot M, Vielle P Ann. Chim. Phys. 5 28 289 (1881)
  2. Mallard E, Le Chatelier H Ann. Mines 4 8 274 (1883)
  3. Michelson W Ann. Physik 273 (5) 1 (1889)
  4. Chapman D L Phil. Mag. 5 47 90 (1899)
  5. Jouguet E J. Math. Pures Appl. 6 1 347 (1905)
  6. Зельдович Я Б ЖЭТФ 10 542 (1940)
  7. Von Neumann J Collected Works Vol. 6 (Gen. Ed. A H Taub) (New York: Pergamon Press, 1963) p. 203
  8. Döring W Ann. Physik 435 421 (1943)
  9. Зельдович Я Б, Компанеец А С Теория детонации (М.: ГИТТЛ, 1955); Пер. на англ. яз., Zeldovich Ia B, Kompaneets A S Theory of Detonation (New York: Academic Press, 1960)
  10. Щелкин К И УФН 87 273 (1965); Shchelkin K I Sov. Phys. Usp. 8 780 (1966)
  11. Солоухин Р И УФН 80 525 (1963); Soloukhin R I Sov. Phys. Usp. 6 523 (1964)
  12. Oppenheim A K "Detonations" Dynamics of Combustion Systems (Berlin: Springer, 2008) p. 299
  13. Lee J H S The Detonation Phenomenon (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2008)
  14. Shepherd J E Proc. Combust. Inst. 32 83 (2009)
  15. Зельдович Я Б ЖТФ 10 1453 (1940)
  16. Roy G D et al Prog. Energy Combust. Sci. 30 545 (2004)
  17. Smirnov N Advanced Combustion and Aerothermal Technologies (NATO Science for Peace and Security Ser. C, Eds N Syred, A Khalatov) (Dordrecht: Springer, 2007) p. 353
  18. Wolański P Proc. Combust. Inst. 34 125 (2013)
  19. Долматов В Ю Усп. химии 76 375 (2007); Dolmatov V Yu Russ. Chem. Rev. 76 339 (2007)
  20. Сычевский В А Теплофизика высоких температур 46 751 (2008); Sychevskii V A High Temp. 46 686 (2008)
  21. Куликовский А Г, Пащенко Н Т Изв. РАН. Механика жидкости и газа (5) 170 (2005); Kulikovskii A G, Pashchenko N T Fluid Dyn. 40 818 (2005)
  22. Дианов Е М др. Письма в ЖЭТФ 83 84 (2006); Dianov E M et al JETP Lett. 83 75 (2006)
  23. Фортов В Е ДАН СССР 318 1162 (1991); Fortov V E Sov. Phys. Dokl. 36 469 (1991)
  24. Wagner H Fundamental Data Obtained from Shock-Tube Experiments 41 (Ed. A Ferri, AGARDograph) (Oxford: Pergamon Press, 1961)
  25. Кнорре В Г, Копылов М С, Теснер П А Физика горения и взрыва 13 863 (1977); Knorre V G, Kopylev M S, Tesner P A Combust. Explos. Shock Waves 13 732 (1977)
  26. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Гидродинамика 3-е изд., испр. (М.: Наука, 1986); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Fluid Mechanics (Oxford: Pergamon Press, 1987)
  27. Berthelot M, Le Chatelier H L Comptes Rendus 129 427 (1899)
  28. Friedrichs G, Wagner H Gg Z. Phys. Chem. 203 1 (1998)
  29. Doerge K J, Tanke D, Wagner H Gg Z. Phys. Chem. 212 219 (1999)
  30. Deppe J et al Proc. Combust. Inst. 28 2515 (2000)
  31. Deppe J et al Z. Phys. Chem. 214 1129 (2000)
  32. Deppe J et al Z. Phys. Chem. 216 641 (2002)
  33. Emelianov A V et al Z. Phys. Chem. 217 893 (2003)
  34. Emelianov A V et al Proc. Combust. Inst. 30 1433 (2005)
  35. Вагнер Х Г и др Химическая физика 23 (9) 62 (2004)
  36. Emelianov A V et al Proc. Combust. Inst. 31 649 (2007)
  37. Дракон А В и др Физико-химическая кинетика в газовой динамике 5 (2007); https://chemphys.edu.ru/issues/2007-5/articles/37/#en_overview
  38. Gaydon A G, Hurle I R The Shock Tube in High-Temperature Chemical Physics (New York: Reinhold Publ. Corp., 1963); Пер. на русск. яз., Гейдон А, Герл И Ударная труба в химической физике высоких температур (М.: Мир, 1966)
  39. Lee S C, Tien C L Symp. Intern. Combust. 7 18 1159 (1981)
  40. Емельянов А В и др Письма в ЖЭТФ 87 556 (2008); Emel'yanov A V et al JETP Lett. 87 470 (2008)
  41. Emelianov A V et al Phys. Rev. E 79 035303 (2009)
  42. Емельянов А В, Еремин А В, Фортов В Е Инженерно-физический журн. 83 1130 (2010); Emel'yanov A V, Eremin A V, Fortov V E J. Eng. Phys. Thermophys. 83 1197 (2010)
  43. Emelianov A V et al Proc. Combust. Inst. 33 525 (2011)
  44. Власов П А, Карасевич Ю К, Смирнов В Н Кинетика и катализ 45 (5) 668 (2000); Vlasov P A, Karasevich Yu K, Smirnov V N Kinetics Catalysis 45 628 (2004)
  45. Sojka J et al Combust. Sci. Technol. 158 439 (2000)
  46. Крестинин А В, Моравский А П, Теснер П А Хим. физика 17 (9) 70 (1998)
  47. Глушко В П (Отв. ред.) Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочник Т. 2, Кн. 1 (М.: Наука, 1978)
  48. Martin J M L, Taylor P R J. Chem. Phys. 102 8270 (1995)
  49. Chase M W (Jr.) J. Phys. Chem. Ref. Data 1951 (1998)
  50. Graham S C, Homer J B, Rosenfeld J J. Proc. R. Soc. Lond. A 344 259 (1975)
  51. Зверев И Н, Смирнов Н Н Газодинамика горения (М.: Изд-во МГУ, 1987)
  52. Иванов Б А Физика взрыва ацетилена (М.: Химия, 1969)
  53. Penny E Discuss. Faraday Soc. 22 157 (1956)
  54. Cummings G A, Hall A R, Straker R A Symp. Int. Combust. 8 503 (1962)
  55. Кнорре В Г, Ляхов А Г Физика горения и взрыва 14 (2) 151 (1978); Knorre V G, Lyakhov A G Combust. Explos. Shock Waves 14 263 (1978)
  56. Емельянов А В, Еремин А В, Фортов В Е Письма в ЖЭТФ 92 101 (2010); Emel'yanov A V, Eremin A V, Fortov V E JETP Lett. 92 97 (2010)
  57. Yoshizawa Y, Kawada H, Kurokawa M Symp. Int. Combust. 17 1375 (1979)
  58. Knorre V G et al Symp. Int. Combust. 26 2303 (1996)
  59. Fussey D E, Gosling A J, Lampard D Combust. Flame 32 181 (1978)
  60. Tanzawa T, Gardiner W C (Jr.) Symp. Int. Combust. 17 563 (1979)
  61. Frenklach M et al Combust. Flame 54 81 (1983)
  62. Krestinin A V Combust. Flame 121 513 (2000)
  63. Vlasov P A, Warnatz J Proc. Combust. Inst. 29 2335 (2002)
  64. Frenklach M, Wang H Symp. Int. Combust. 23 1559 (1991)
  65. Еремин А В Теплофизика высоких температур 51 747 (2013); Eremin A V High Temp. 51 673 (2013)
  66. Emelianov A et al Proc. Combust. Inst. 35 1753 (2015)
  67. Eremin A et al Appl. Phys. B 104 285 (2011)
  68. Смирнов Б М УФН 181 713 (2011); Smirnov B M Phys. Usp. 54 691 (2011)
  69. Eremin A V Prog. Energy Combust. Sci. 38 1 (2012)
  70. Benson S W Int. J. Chem. Kinet. 21 233 (1989)
  71. Babushok V I, Miziolek A W Combust. Flame 136 141 (2004)
  72. Emelianov A et al Proc. Combust. Inst. 29 2351 (2002)
  73. Вагнер Х Г и др Кинетика и катализ 44 509 (2003); Wagner H Kinetics Catalysis 44 463 (2003)
  74. Власкин М С и др Теоретические основы химической технологии 55 (2) 251 (2021)
  75. Голуб В В и др Теплофизика высоких температур 53 (3) 383 (2015); Golub V V et al High Temp. 53 363 (2015)
  76. Антонов В Н, Лапидус А С Производство ацетилена (М.: Химия, 1970)
  77. Харламов В В, Алипов Н Е, Коновалов Н И Окислительный пиролиз метана до ацетилена (М.: Химия, 1968)
  78. Eremin A, Mikheyeva E, Selyakov I Combust. Flame 193 83 (2018)
  79. Eremin A, Mikheyeva E Combust. Sci. Technol. 191 2226 (2019)
  80. Емельянов А В и др Докл. РАН 490 47 (2020); Emelianov A V Dokl. Phys. Chem. 490 1 (2020)
  81. Cuoci A et al Comut. Phys. Commun. 192 237 (2015)
  82. Cuoci A et al Energy Fuels 27 7730 (2013)
  83. Saggese C et al Combust. Flame 162 3356 (2015)
  84. Saggese C et al Energy Fuels 28 1489 (2014)

© Успехи физических наук, 1918–2022
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение