Васильев А.А. «Детонация как горение в сверхзвуковом потоке горючей смеси» Физика горения и взрыва, 58, № 6, с. 75-88 (2022)

Классические модели стационарного распространения волн горения и детонации в горючей смеси описывают возрастание энтропии системы до максимума при дефлаграционном (дозвуковом) сгорании смеси, ведомом медленными процессами теплопроводности и диффузии. Однако при детонационном (сверхзвуковом) режиме, одну из ведущих ролей в распространении которого играет головная ударная волна, модели предсказывают, что горючая система при завершении химической реакции «выбирает» минимальное возрастание энтропии. Это не согласуется с формулировкой химической термодинамики о том, что энтропия системы при завершении самопроизвольной необратимой химической реакции и достижении равновесия достигает своего максимального значения. В работе показано, что вывод классических моделей о минимальности возрастания энтропии при детонации устраняется, если рассматривать детонацию как процесс горения смеси, предварительно подвергнутой необратимому процессу сжатия и нагрева исходной смеси в головной ударной волне (в химпике) с соответствующим увеличением энтропии исходной смеси и последующим энерговыделением смеси в необратимом процессе превращения исходной смеси в продукты при химической реакции.

Sklenarova M., Stroch P., Bernatik A. «Исследование взрывного поведения полиэтиленовой пыли в больших резервуарах с трубопроводами» Физика горения и взрыва, 58, № 6, с. 110-120 (2022)

Рассмотрены опасности, связанные со свойствами пластиковой пыли, а также ее влияние на возникновение и развитие взрыва. Исследовалась полиэтиленовая пыль, представляющая собой побочный продукт производства и хранения гранулята. Взрывные испытания проводились в контейнерах, аналогичных тем, которые используются на заводах. Объем закрытых емкостей составлял 1.35 м³ (N1) и 5.45 м³ (N2). Опыты проводились в емкости N1 с вентиляционной зоной номинального диаметра DN 250 в верхней части сосуда, в емкости N2 с вентиляционной зоной диаметром DN 585 или DN 775, установленной на верхних фланцах сосудов, а также в емкостях, соединенных между собой трубами диаметром DN 150 и длиной 3, 6 и 10 м. Эксперименты показали, что давление взрыва в технологическом оборудовании может достигать более высоких значений, чем при лабораторных испытаниях. При распространении взрыва в соединенных трубопроводом резервуарах вследствие предварительного сжатия возникает избыточное давление, в результате чего измеренные в соединенных резервуарах давление и скорость его роста во много раз превышают аналогичные параметры, измеренные в резервуаре с вентиляционным отверстием. Взрыв распространялся от резервуара большего объема к резервуару меньшего объема, предварительное сжатие смеси приводило к увеличению параметров взрыва в резервуаре меньшего объема, несмотря на установленное в обоих сосудах вентиляционное отверстие. Для обеспечения взрывозащиты можно также использовать другие элементы конструкции. Описано влияние длины трубопровода, соединяющего емкости.

Yildiz R.A. «Взрывное формование труб из закаленных алюминиевых сплавов» Физика горения и взрыва, 58, № 6, с. 121-134 (2022)

Экспериментально исследуется возможность формования взрывом дисперсионно-твердеющих алюминиевых сплавов 2024-Т4, 2024-Т6, 6061-Т4, 6061-Т6, 7075-Т4 и 7075-Т6. Формование взрывом используется для производства деталей большой и сложной геометрии за одну операцию. Для исследования способности к формованию взрывом наиболее распространенных алюминиевых сплавов, применяемых в аэрокосмической и авиационной промышленности, сконструирована экспериментальная пресс-форма. Для определения механического поведения сплавов при низких скоростях деформации проведены испытания на растяжение. Испытания с V-образным надрезом по Шарпи использовались в качестве исходных значений для определения вязкости разрушения и энергии разрушения. Скорость деформации с учетом угла расширения рассчитывали по аналитической формуле скорости металла Герни. При взрывном формовании на воздухе ее предельное значение примерно 1.1·10⁵ с^–1. Результаты исследований показали, что алюминиевый сплав 6061-Т4 может быть сформирован взрывом до требуемой геометрии без каких-либо впадин, трещин, разрывов и областей излома. Состояние отпуска Т6 значительно повышает прочность испытанных сплавов, сопровождающуюся снижением пластичности и потенциала зарождения трещин. Все испытуемые сплавы, за исключением алюминиевого сплава 6061-Т4, разрушались при испытаниях на формообразование взрывом. Исследования с помощью стереомикроскопа и сканирующего электронного микроскопа сплавов в состоянии пиковой прочности Т6 выявили транскристаллический излом и фасетки скола, возникающие в результате хрупкого разрушения, инициированного высокой скоростью деформации.