Ваш браузер устарел!

Браузер, которым вы пользуетесь для просмотра этого сайта, устарел и не соответствует современным технологическим стандартам Интернета.

Вы можете установить последнюю версию подходящего браузера, воспользовавшись ссылками ниже:


Вернуться к списку УНУ

Экспериментальный комплекс «Сфера»

Сокращенное наименование УНУ: УСУ «Сфера»

Базовая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Ведомственная принадлежность: ФАНО России

Классификационная группа УНУ: Стенды для электро-, теплофизических и механических испытаний

Год создания УНУ: 1985

Размер занимаемых УНУ площадей, кв. м: 800

Сайт УНУ: http://jiht.ru/science/Unique_devices/usu/sphere/

Заказать услуги УНУ

Контактная информация:

Местонахождение УНУ:

  • Федеральный округ: Центральный
  • Регион: г. Москва
  • 125412, г. Москва, ул. Ижорская, д. 13, строение 2

Руководитель работ на УНУ:

Сведения о результативности за 2017 год (данные ежегодного мониторинга)

Участие в мониторинге: даЧисло организаций-пользователей, ед.: 5Число публикаций, ед.: 9Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %: 71.66

Информация об УНУ:

В состав УСУ «Сфера» входят две взрывные камеры. Основополагающим элементом установки «Сфера» является высокопрочная сферическая взрывная камера 13Я3. Камера имеет следующие технические параметры: Диаметр внутренний - 12 м; Вес - 470 т; Материал - сталь броневая АК 36 Ш; Толщина стенок - 100мм; Количество сегментов - 169; Количество пластинчатых демпферов - 20; Количество люков - 2; Диаметр люков - 670 мм (верхний) и 600 мм (нижний); Отклонение внутренней поверхности камеры от сферической формы - менее 20 мм; Испытана водой на статическое давление 150 ата; Максимальное расчетное количество ВВ - 1000 кг ТНТ. Взрывная камера ВБК-2 представляет собой двухслойный высокопрочный стальной сосуд цилиндрической формы. Длина камеры - 9 м; диаметр поперечного сечения - 4,5 м; расстояние от пола до наивысшей точки свода камеры - 3,6 м; объем камеры - 110 куб. м. Камера рассчитана на подрыв  до 20 кг ТНТ. В состав УСУ «Сфера» входят ударные и детонационные трубы, а также высокоточная измерительная аппаратура.

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами, многофункциональность и междисциплинарность УНУ:

Процессы горения газовых смесей, исследуемые в камере, связаны с проблемами безопасности объектов атомной, химической и газовой промышленности. Особое значение для выработки мер по безопасности промышленных объектов и прогнозированию последствий аварий имеют крупномасштабные эксперименты с реакционноспособными газовыми смесями. Горение в большом замкнутом объёме приводит к формированию волн и потоков перед фронтом пламени, которые могут привести к возникновению объемного взрыва смеси, как это показано на нижних рисунках. Камера 13Я позволяет проводить эксперименты с горючими газами с большим суммарным энерговыделением и исследовать режимы нестационарного горения газовых смесей, при которых возникают давления, в десятки и более раз превосходящие давление Чепмена-Жуге во фронте стационарной детонации. Экспериментально установлено, что в больших объёмах эти процессы могут развиваться от слабой искры.

Наиболее значимые научные результаты исследований (краткое описание):

1. Проведено исследование распространения сферических пламен в водородно-воздушных смесях с начальным объемом 7 и 40 м3 при давлении 105Па. Смесь находилась внутри тонкой резиновой оболочки, которая имеет форму, близкую к сферической. Инициирование осуществлялось в центре реакционного объема энергией 2.3, 4.6 и 15.5 кДж. Обнаружено образование очагов воспламенения перед первичным фронтом пламени. Образование очагов воспламенения зависело от начального объема смеси, ее состава и энергии инициирования. Ранее очаги воспламенения перед первичным фронтом пламени водородно-воздушной смеси наблюдались только после ее сжатия тем или иным способом 2. Изучение развития и подавления детонации больших объемов водородно-воздушных смесей проводилось в объеме 7 м3, ограниченном тонкой резиновой оболочкой сферической формы, помещаемой во взрывную камеру 13Я3 диаметром 12 м. Смесь содержала от 29 до 51 % (об.) водорода и инициировалась в центре объема зарядом тэна 2.7 г (15.5 кДж). Измерялись давление ударных волн, их скорость и скорость фронта пламени. При добавлении в смесь, содержащую 30 % (об.) водорода, 1.4 % (об.) ингибитора АКАМ детонация не возникала, а при добавлении 4 % (об.) – прекращалось воспламенение смеси. 3. Проведены подготовка взрывной камеры, разработка системы визуализации фронта водородно-воздушного пламени и исследование взаимодействия полусферического пламени со звукопоглощающими поверхностями. Взрывная камера ВБК-2 была доукомплектована оптическими окнами, пропускающими излучение резонансной линии воды (2.8 µм) и стационарной сборкой, обеспечивающей фиксацию одноразовых оболочек для водородно-воздушной смеси, а также заполнения оболочек и инициирования пламени. Разработаны две системы визуализации фронта водородно-воздушного пламени на основе инфракрасной видеосъемки резонансного излучения паров воды, образующихся при окислении водорода кислородом воздуха, и на основе теневой видеосъемки оптических неоднородностей размерами до 2х3 м. Системы дополнены автоматизированными программными средствами обработки изображений, позволяющими при умеренных затратах времени извлекать средние размеры фронта пламени и масштабы характерных неоднородностей. В ходе экспериментального исследования взаимодействия полусферического пламени со звукопоглощающими поверхностями обнаружено, что скорость пламени снижается в 1.8 – 2.5 раз. При этом основное влияние на скорость пламени оказывает не поглощение звуковых волн, а поглощение тепловой энергии из области продуктов сгорания и связанное с этим замедление развития неустойчивостей фронта пламени. 4 Получены экспериментальные данные по ингибированию водородно-воздушных и метано-воздушных смесей различного состава в больших объемах, вплоть до полного подавления горения.

Направления научных исследований, проводимых на УНУ:

  • изучение процессов горения и взрывов газовых смесей, проблем безопасности, а так же динамики теплофизических свойств веществ в экстремальных состояниях;
  • исследование нестационарного горения и детонации смесей водорода и метана с воздухом в больших замкнутых объемах, в том числе со сложной геометрией;
  • исследование физико-химических свойств веществ при давлениях до 15 Мбар и температурах до 30000К;
  • исследование релаксационных процессов в ударных и детонационных волнах и химического регулирования процессов горения и детонации.

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):

  • Безопасность и противодействие терроризму
  • Перспективные виды вооружения, военной и специальной техники
  • Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Фотографии:

Состав УНУ и вспомогательное оборудование: (номенклатура — 21 ед.)

Взрывная камера 13Я3
Фирма-изготовитель:  Севмашпредприятие г. Северодвинск
Страна происхождения:  СССР (до 1991 года включительно)
Год выпуска:  1985
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Проведение взрывных экспериментов. Диаметр 12 м, толщина стенки 100 мм, рассчитана на взрыв до 1000 кг ТНТ

Взрывная камера ВБК-2
Фирма-изготовитель:  НПО «Криогенмаш»
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1987
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Проведение взрывных экспериментов. Цилиндрическая, двухслойная, объем – 110 м3 Рассчитана на взрыв до 20 кг ТНТ

Высокоскоростная камера Cordin 222-16
Фирма-изготовитель:  Cordin Company
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Визуализация быстропротекающих процессов. Высокоскоростная камера, 16 кадров, разрешение 1000х1000 пикселей, минимальное время экспозиции 5 нс

Высокочастотный датчик давления M113B31
Фирма-изготовитель:  PCB Piezotronics
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  4
Назначение, краткая характеристика: Низкоимпедансный пьезоэлектрический (кварцевый) датчик давления со встроенным микроэлектронным усилителем для преобразования высокоимпедансного зарядового сигнала в низкоимпедансный сигнал напряжения. Диапазон измеряемых импульсных давлений  от 0,34 до 1380 кПа Максимальное давление - 6900 кПа

Высокочастотный датчик давления 137А22
Фирма-изготовитель:  PCB Piezotronics
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  4
Назначение, краткая характеристика: Низкоимпедансный пьезоэлектрический (кварцевый) датчик давления со встроенным микроэлектронным усилителем для преобразования высокоимпедансного зарядового сигнала в низкоимпедансный сигнал напряжения. Диапазон измеряемых импульсных давлений  от 0,69 до 3450 кПа. Максимальное давление - 6900 кПа

Высокочастотный датчик давления M113B32
Фирма-изготовитель:  PCB Piezotronics
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  5
Назначение, краткая характеристика: Низкоимпедансный пьезоэлектрический (кварцевый) датчик давления со встроенным микроэлектронным усилителем для преобразования высокоимпедансного зарядового сигнала в низкоимпедансный сигнал напряжения. Диапазон измеряемых импульсных давлений  от 6,9 до 34500 кПа. Максимальное давление - 103400 кПа

Высокочастотный датчик давления 113B36
Фирма-изготовитель:  PCB Piezotronics
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  6
Назначение, краткая характеристика: Низкоимпедансный пьезоэлектрический (кварцевый) датчик давления со встроенным микроэлектронным усилителем для преобразования высокоимпедансного зарядового сигнала в низкоимпедансный сигнал напряжения. Диапазон измеряемых импульсных давлений  от 0,68 до 3450 кПа. Максимальное давление - 69000 кПа

Высокочастотный датчик давления 137А21
Фирма-изготовитель:  PCB Piezotronics
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  4
Назначение, краткая характеристика: Низкоимпедансный пьезоэлектрический (кварцевый) датчик давления со встроенным микроэлектронным усилителем для преобразования высокоимпедансного зарядового сигнала в низкоимпедансный сигнал напряжения.Диапазон измеряемых импульсных давлений  от от 6,9 до 6900 кПа. Максимальное давление - 34500 кПа

Высокочастотный датчик давления 137А23
Фирма-изготовитель:  PCB Piezotronics
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  2
Назначение, краткая характеристика: Низкоимпедансный пьезоэлектрический (кварцевый) датчик давления со встроенным микроэлектронным усилителем для преобразования высокоимпедансного зарядового сигнала в низкоимпедансный сигнал напряжения. Диапазон измеряемых импульсных давлений  от 0,34  до 345 кПа. Максимальное давление - 6900 кПа

Высокочастотный датчик давления M109С11
Фирма-изготовитель:  PCB Piezotronics
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  4
Назначение, краткая характеристика: Низкоимпедансный пьезоэлектрический (кварцевый) датчик давления со встроенным микроэлектронным усилителем для преобразования высокоимпедансного зарядового сигнала в низкоимпедансный сигнал напряжения. Диапазон измеряемых импульсных давлений  от 138 до 552000 кПа. Максимальное давление - 862000 кПа

Высокочастотный датчик давления M113B33
Фирма-изготовитель:  PCB Piezotronics
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  6
Назначение, краткая характеристика: Низкоимпедансный пьезоэлектрический (кварцевый) датчик давления со встроенным микроэлектронным усилителем для преобразования высокоимпедансного зарядового сигнала в низкоимпедансный сигнал напряжения. Диапазон измеряемых импульсных давлений  от 13,8 до 68950 кПа. Максимальное давление - 138000кПа

Высокочастотный датчик давления M113B34
Фирма-изготовитель:  PCB Piezotronics
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  6
Назначение, краткая характеристика: Низкоимпедансный пьезоэлектрический (кварцевый) датчик давления со встроенным микроэлектронным усилителем для преобразования высокоимпедансного зарядового сигнала в низкоимпедансный сигнал напряжения. Диапазон измеряемых импульсных давлений  от 138 до 6900 кПа. Максимальное давление - 69000 кПа

Комплект газовых нанокалориметров TCG 3880
Фирма-изготовитель:  Xensor Integration
Страна происхождения:  Нидерланды
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Измерение  состава бинарной смеси газов во всем диапазоне изменения относительных концентраций газов, составляющих эту смесь, точность измерения состава - 5 %

Кориолисовый расходомер Promass 80A04
Фирма-изготовитель:  Endress+Hauser
Страна происхождения:  Швейцария
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  2
Назначение, краткая характеристика: Измерение расхода водорода 0-1 кг/ч с погрешностью 0,5 %.

Лазерный интероферометрический измеритель волновых скоростей VISAR
Фирма-изготовитель:  ИПХФ РАН
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  2003
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Исследование свойств веществ при экстремальных параметрах

Осциллограф TDS3012B
Фирма-изготовитель:  Tektronix
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2003
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Число каналов 2, полоса пропускания 0…100 МГц, ограничение полосы пропускания 20 МГц,  развертка  4 нс…10 с/дел,  дисковод 3,5”, память 10К точек на канал

Осциллограф TDS3012C
Фирма-изготовитель:  Tektronix
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2009
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Число каналов 2, полоса пропускания 0…100 МГц, ограничение полосы пропускания 20 МГц,  развертка  4 нс…10 с/дел,  дисковод 3,5”, память 10К точек на канал

Осциллограф TDS3014C
Фирма-изготовитель:  Tektronix
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2009
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Число каналов 4, полоса пропускания 0…100 МГц, ограничение полосы пропускания 20 МГц,  развертка  4 нс…10 с/дел,  дисковод 3,5”, память 10К точек на канал

Осциллограф цифровой запоминающий Wave Runner 64XI
Фирма-изготовитель:  LeCroy Corporation
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Полоса пропускания - 600 МГц, 4 канала, чувствительность 2 мВ/дел-10 В/дел, объем памяти 12,5 Мбайт на канал, горизонтальная развертка - 20 пс/дел:1000 с/дел,

Осциллограф цифровой запоминающий WR44Xi
Фирма-изготовитель:  LeCroy Corporation
Страна происхождения:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2008
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Полоса пропускания – 400 МГц, 4 канала,  чувствительность 2мВ/дел-10В/дел),  объем памяти 12,5Мбайт на канал,

Хроматограф газовый в комплекте «Кристаллюкс 4000 М»
Фирма-изготовитель:  НПФ «Мета-хром»
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  2004
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Предназначен для измерения концентрации компонентов газовых, жидких и твердых проб и некоторых органических соединений.

Услуги УНУ: (номенклатура — 4 ед.)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Методики измерений, применяемые на УНУ: (номенклатура — 9 ед.)

Методика высокоскоростной съемки взрывных процессов

Методика измерения высокой температуры, в том числе в наносекундном диапазоне
Методика уникальна:  нет

Методика измерения импульсных давлений мегабарного диапазона с помощью пьезокварцевых и других датчиков

Методика измерения скорости движения поверхности с помощью интерферометра VISAR с наносекундным разрешением

Методика определения составов газовых смеси по широкому набору компонентов, в том числе и в реакционном объёме

Методика регистрации в широком диапазоне параметров волн давления, фронта пламени, детонации и детонационно-подобных режимов в реакционно-способных газовых смесях

Методика регистрация параметров проходящих взрывных волн

Методика экспериментального определения скорости и предельной концентрации беспламенного поглощения водорода каталитическими рекомбинаторами водорода
Наименование организации, аттестовавшей методику:  ФГУП "Стандартинформ"
Дата аттестации:  04.07.2012

Методика регистрации движения фронта пламени в инфракпасной области излучения (до 5 мкм)
Методика уникальна:  нет

Вернуться к списку УНУ

 

Для просмотра сайта поверните экран