Моделирование ударно-волнового инициирования взрыва одиночных пузырьков, находящихся в жидких углеводородных горючих

Разработана физико-математическая модель ударно-волнового инициирования взрыва кислородсодержащих пузырьков, находящихся в жидких углеводородных горючих. Модель использована для расчета взрыва пузырьков, в которых начальная концентрация паров горючего находится вне концентрационных пределов воспламенения. Показана принципиальная возможность конденсации паров горючего при сжатии переобогащенного горючим пузырька, находящегося в жидком циклогексане при относительно высокой начальной температуре. Конденсация приводит к снижению концентрации горючего в газе меньше верхнего концентрационного предела воспламенения. В результате становится возможным взрыв первоначально негорючего пузырька. Сделана оценка скорости конденсации. Она достаточно велика, чтобы существенно изменить химический состав газа за время первой пульсации пузырька. Выполнен расчет взрывных пределов пузырька в зависимости от начального давления, температуры и амплитуды ударной волны. Учет конденсации приводит к расширению области взрывных пределов. Рассмотрены пузырьковые жидкости (2-этилгексанол и кумол), в которых концентрация паров горючего изначально меньше нижнего концентрационного предела воспламенения. Показано, что испарение жидкости, вызванное механическим перемешиванием фаз, может сместить химический состава газа внутрь области воспламенения, что при соответствующем росте температуры газа приводит к взрыву пузырька. Результаты расчетов соответствуют экспериментальным данным. Впервые на качественном уровне рассмотрены взрывные процессы в пузырьковых средах, содержащих жидкое монотопливо. Высказано предположение о возможности многократного взрыва одиночного пузырька при его нагружении серией ударных волн и многократного прохождения детонационной волны по жидкости с распределенными в ней пузырьками, что может быть использовано для генерации серии мощных акустических сигналов в окружающем пространстве.