Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 4. С. 122-126. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 4. P. 122-126. a --------- 1--------- 1 ■--------- 1--------- ■ ---------- 1--------- 1 . . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Нормальное напряжение, кПа Рис. 4. Результаты сдвигового теста порошковых материалов Кроме того, было проведено исследование влияния частиц порошков на скорость распространения пламени пропано-воздушной смеси (4 % СзШ + 96 % воздух) с использованием экспериментального стенда. Пламя стабилизировалось на выходе вертикальной кварцевой трубки диаметром 5 мм. Визуализация проводилась с помощью высокоскоростной камеры в сочетании с импульсным лазером. На изображениях, представленных на рис. 5а, б, показано сравнение формы пламени без добавления частиц и при их наличии в потоке. Для оценки высоты пламени применялся оптический фильтр, отсекающий красный спектральный диапазон (рис. 5в). Наблюдаемое снижение концентрации частиц на удалении от вершины пламени указывает на их активное участие в подавлении распространения пламени. В результате внесения частиц происходит замедление фронта горения, что сопровождается увеличением видимой высоты пламени. г а — р - . . .■ ѣ ■ ■ ' • ' ' ■ Š Рис. 5. Изображение пламени: а — без частиц; б — с частицами; в — при наложении оптического фильтра На рис. 6 показана зависимость относительной высоты пламени от объемной плотности частиц следующих порошковых материалов: Mg(OH )2 (РС), KH 2 PO 4 (И), супрачастиц с соотношением компонентов Mg(OH) 2 /KH 2 PO 4 - 2/1 (РС). Как видно из графика, введение в газовый поток супрачастиц состава Mg(OH) 2 /KH 2 PO 4 2/1 при объемной плотности 40 мм3 приводит к увеличению относительной высоты пламени примерно на 15 %. В то же время использование частиц на основе Mg(OHfe или KH 2 PO 4 при аналогичной плотности не оказывает заметного влияния на характеристики пламени. По результатам проведенного исследования можно сделать следующие выводы. Было реализовано два подхода к получению порошкового материала на основе гидроксида магния с высокой охлаждающей способностью. Первый подход включал осаждение Mg(OH )2 с последующей распылительной сушкой и модификацией ПМГС, что позволило получить сферические частицы с низкой когезией и высокой сыпучестью. Второй подход основывался на создании супрачастиц со структурой «ядро - оболочка», где ядром служит KH 2 PO 4 , а оболочкой — наночастицы Mg(OH) 2 . Такая структура обеспечила двойной механизм подавления пламени: ингибирование горения за счет образования метафосфата калия и охлаждение очага горения, что позволило добиться синергитического эффекта. Реологические испытания показали легкотекучие свойства частиц, правильная форма которых достигается в результате процесса © Сабурова А. И., Шамсутдинов А. Ш., Замащиков В. В., Вальцифер И. В. 2025 125