ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ЧАСТИЦ ТИТАНА ПРИ ГОРЕНИЯ
Автор: Наталья Сергеевна Белоусова
Соавторы: Белоусова Н. С., Глотов, О. Г., Гуськов А. В.
Организация: 1 Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского Сибирского отделения Российской академии наук (ИХКГ СО РАН),630090, Новосибирск, Россия 2 Новосибирский государственный технический университет (НГТУ), 630073, Новосибирск, Россия
Титан является одним из распространенных конструкционных материалов. С одной точки зрения, Ti – конструкционный материал, применяемый в экстремальных условиях (в изделиях ракетно-космической и авиационной техники [1], т. п.). С другой, Ti – пирофорное металлическое горючее. В этом качестве Ti применяется в составе пиротехнических композиций [2], и в композициях технологического горения[3]. Из-за двоякого применения Ti как конструкционного материала и металлического горючего, исследования воспламенения и горения Ti проводятся и на массивных образцах, и на микрочастицах.
В экспериментах используется образец, представляющий собой полоску безметальной матрицы с внедрёнными включениями, нанесённую на кварцевую трубку диаметром 12 мм, она играет роль держателя образца. Размеры матрицы W×L×H примерно 3×30×2 мм. В матрице сделаны глухие отверстия диаметром 1.2 мм глубиной около 1 мм, в которых фиксируются титановые фрагменты. В волне горения матрицы каждый фрагмент превращается в горящую частицу-агломерат. Масса, состав и структура агломератов определены рецептурой и размером включений. Дальнейшее горение частиц происходит в воздухе [4, 5].
В процессе исследования были получены траекторные измерения частиц в свободном падении, такие как: скорость и координата частицы в соответствующие моменты времени, также регистрировали характерные события: начало фрагментации, конец фрагментации и конец горения.
На рисунке 1а и 1б представлены результаты траекторных измерений частицы в свободном падении. В дальнейшем совокупность данных будет использована для определения коэффициента аэродинамического сопротивления горящих частиц.
