Возможности исследования процесса горения металлизированных энергетических конденсированных систем методом сверхвысокочастотного излучения

Аннотация

Рассмотрены процессы распространения электро-магнитного излучения частотой 9,027 ГГц (соответствует длине волны 33,2 мм в вакууме) в волноводах круглого сечения экспериментальной установки для определения скорости горения смесевых энергетических конденсированных систем в условиях высокого давления. Проведен качественный теоретический анализ взаимодействия электромагнитного излучения с единичными металлическими и контрастными диэлектрическими частицами, находящимися в несущей диэлектрической среде конденсированной системы, и массивами распределенных в пространстве металлических и контрастных диэлектрических частиц. Выполнена оценка влияния электромагнитного излучения, базового материала и частиц наполнителя на параметры результирующей стоячей волны в волноводе СВЧ-установки для измерения скорости горения энергетической конденсированной системы, а также теоретическая оценка качественного влияния содержания наполнителя на погрешность СВЧ-системы измерения. Проанализированы результаты экспериментального исследования СВЧ-методом горения двух модельных энергетических конденсированных систем и образцового модельного диэлектрического материала (трансформаторного масла). Результаты исследования являются практическим обоснованием применимости СВЧ-метода диагностики характеристик горения энергетических конденсированных систем, содержащих частицы металлизированного наполнителя

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Ягодников Д.А., Сухов А.В., Сергеев А.В. и др. Возможности исследования процесса горения металлизированных энергетических конденсированных систем методом сверхвысокочастотного излучения. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2023, № 3 (146), c. 50--63. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3941-2023-3-50-63

Литература

[1] Лавров Б.П., Шарай Ю.М., Сергеев А.В. и др. Определение скорости горения твердого топлива с применением измерителя полных сопротивлений СВЧ-диапазона. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2009, № 1 (74), с. 28--36.

[2] Ягодников Д.А., Сухов А.В., Сергеев А.В. и др. Экспериментальная методика и модельная установка для исследования горения энергетических конденсированных систем при высоких давлениях. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2011, Спец. выпуск. "Энергетическое и транспортное машиностроение", с. 63--73.

[3] Зарко В.Е., Вдовин Д.В., Перов В.В. Методические проблемы измерения скорости горения твердых топлив с использованием СВЧ-излучения. Физика горения и взрыва, 2000, т. 36, № 1, с. 68--78.

[4] Абруков В.С., Аверсон А.Э., Мальцев В.М. Новые возможности исследования процессов горения конденсированных систем методом интерферометрии. Физика горения и взрыва, 1983, т. 19, № 5, с. 66--69.

[5] Перов В.В., Зарко В.Е., Жуков А.С. Новый микроволновый метод измерения нестационарной массовой скорости газификации конденсированных систем. Физика горения и взрыва, 2014, т. 50, № 6, с. 130--133.

[6] Murphy J.J., Krier H. Evaluation of ultrasound technique for solid-propellant burning-rate response measurements. Propul. Power. J., 2002, vol. 18, no. 3, pp. 641--651. DOI: https://doi.org/10.2514/2.5978

[7] Strand L.D., Magiawala K.R., McNamara R.P. Microwave measurement of the solid-propellant pressure-coupled response function. J. Spacecr. Rockets., 1980, vol. 17, no. 6, pp. 483--488. DOI: https://doi.org/10.2514/3.57768

[8] Eisenreich N., Kugler H.P., Sinn F. An optical system for measuring the burning rate of solid propellant strands. Propellants, Explos. Pyrotech., 1987, vol. 12, no. 3, pp. 78--80. DOI: https://doi.org/10.1002/prep.19870120304

[9] Zarko V., Perov V., Kiskin A., et al. Microwave resonator method for measuring transient mass gasification rate of condensed systems. Acta Astronaut., 2019, vol. 158, pp. 272--276. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2019.03.028

[10] Ягодников Д.А., Сергеев А.В., Козичев В.В. Экспериментально-теоретическое обоснование повышения точности измерения скорости горения энергетических конденсированных систем СВЧ-методом. Физика горения и взрыва, 2014, № 2, с. 51--61.

[11] Козичев В.В., Федоренко В.В. Влияние геометрии поверхности горения энергетических конденсированных систем на погрешность определения скорости горения СВЧ-методом. Молодежная научно-инженерная выставка "Политехника". Сборник статей участников. М., МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011, с. 202--208.

[12] Баженов А.В. Электродинамика и распространение радиоволн. Ставрополь, СТИС, 2011.

[13] Тимченко С.Л., Задорожный Н.А., Скрипник Ф.В. и др. Особенности изменения фазы поляризованной ЭМ-волны оптического диапазона на границе раздела двух диэлектрических сред. Радиостроение, 2018, № 1, с. 29--38.

[14] Кубанов В.П., ред. Основы теории антенн и распространения радиоволн. Самара, Офорт, 2016.

[15] Моисеев И.О. Взаимодействие электромагнитного излучения с малой металлической частицей сферической формы. Автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук. М., МГОУ, 2010.

[16] Трибельский М.И., Мирошниченко А.Е. Резонансное рассеяние электромагнитных волн малыми металлическими частицами: новый взгляд на старую проблему. УФН, 2022, т. 192, № 1, с. 45--68. DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.2021.01.038924

[17] Гузатов Д.В., Гайда Л.С., Афанасьев А.А. Теоретическое исследование силы светового давления, действующей на сферическую диэлектрическую частицу произвольного размера в интерференционном поле двух плоских монохроматических электромагнитных волн. Квантовая электроника, 2008, т. 38, № 12, с. 1155--1162.

[18] Лойко Н.А., Мискевич А.А., Лойко В.А. Рассеяние поляризованного и естественного света монослоем сферических однородных пространственно упорядоченных частиц при освещении по нормали. ЖТФ, 2018, т. 125, № 11, с. 623--634. DOI: http://dx.doi.org/10.21883/OS.2018.11.46820.197-18

[19] Баландин О.А., Верхотуров А.Р. Теоретические аспекты взаимодействия твердых частиц с электромагнитными волнами. Вестник ЧитГУ, 2011, № 12, с. 71--77.

[20] Баландин О.А., Верхотуров А.Р. Влияние интенсивности электромагнитных волн на движение твердой частицы. Вестник ЗабГУ, 2013, № 11, с. 17--21.

[21] Дамарацкий И.А., Трунов П.А. Моделирование на основе волновой оптики процессов поглощения и рассеяния электромагнитных волн СВЧ диапазона в дисперсных системах. Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013, № 9. URL: http://engineering-science.ru/doc/623173.html