В. Е. Зарко, А. Д. Рычков*, Л. К. Гусаченко
"Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск *Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090 Новосибирск"
Страницы: 140-142
Математическим моделированием переходных процессов обнаружены режимы двухстадийного зажигания энергетических веществ с жидким слоем на поверхности. Сначала под действием поджигающего лучистого потока реализуется режим вынужденной газификации конденсированной фазы со степенью ее разложения на поверхности 0,1—0,3. Газовая фаза при этом догорает в режиме отрыва. При уменьшении лучистого потока газовое пламя приближается к поверхности и приобретает ведущую роль, а степень разложения конденсированной фазы снижается.
На основе распределенной модели тепловой динамики частицы магния, учитывающей гетерогенную химическую реакцию низкотемпературного окисления, изучены постановка и существование решения задачи Коши для ее асимптотического варианта (промежуточная точечная модель), сводящегося к системе трех автономных дифференциальных уравнений. Прямыми расчетами в рамках распределенной модели показана малость градиента температуры вдоль радиуса частицы, что обосновывает возможность применения точечной и промежуточной точечной моделей для расчета тепловой динамики (для частиц с радиусом ≤ 600 мкм). Времена задержки воспламенения при этом могут отличаться на 8%. Показана возможность погасания мелкой нагретой частицы магния под действием высокоскоростного потока газа.
Обнаружена хемоионизация при воспламенении смесей моногермана с кислородом при начальном давлении выше 0,25 кПа и температуре 290 К. Определены границы начальных концентраций моногермана и давления смеси, при которых осуществляются воспламенение и ионизация. Оценены концентрация заряженных частиц (⋍ 6,4 · 1011 1/см3) и эффективная энергия активации процесса (⋍44 ккал/моль), лимитирующего скорость ионизации. Рассмотрены возможные пути ионизации реакционной смеси. Установлена незначительная роль заряженных частиц в реакции разветвления носителей цепей.
Исследуется процесс воспламенения неоднородного облака газовзвеси реагирующих частиц внешним лучистым потоком. В зависимости от параметров задачи выделены режимы зажигания и объемного воспламенения. Увеличение интенсивности внешнего потока и размера частиц дисперсной фазы способствует переходу объемного воспламенения к зажиганию. Координата воспламенения не зависит от величины массовой концентрации дисперсной фазы. Учет переизлучения частицами тепловой энергии приводит к незначительному смещению координаты воспламенения в глубь облака и увеличению периода индукции воспламенения.
Исследованы предельные условия стационарного горения азидоэтанола при пониженных давлениях в воздушной среде в нетермостатируемых трубках. Показано, что в результате подвода тепла по стенкам трубки из зоны разложения к к-фазе горение азидоэтанола переходит в пульсационный режим. Экспериментально и теоретически определены предельные условия перехода нормального горения в пульсационный режим.
Исследовано формирование и распространение волны фотохимической реакции. Условием распространения является «просветление» продуктов реакции. Скорость волны прямо пропорциональна произведению квантового выхода на интенсивность света и обратно пропорциональна концентрации поглощающего агента. Получено значение времени выхода на стационарный режим. Проведен анализ «остановки» фотохимической волны. Исследовано влияние периодического изменения интенсивности света на распространение волны. Рассмотрены примеры волн фотохимических реакций.
Проведено сравнение трех способов моделирования химических реакций при горении этанола, вдуваемого в пограничный слой через пористую пластину. Показано, что для расчета средних значений скорости и температуры, а также коэффициентов теплоотдачи простые модели горения близки по точности модели полного учета кинетики всех реакций при горении. Для определения состава продуктов реакции простые модели непригодны и требуется учет скоростей образования всех веществ, участвующих в горении.
Обнаружена низкоскоростная детонация, в которой самовоспламенение отсутствует, а турбулентное пламя удерживается за ведущим ударным скачком на расстоянии нескольких диаметров канала из-за «отсоса» газа в турбулентный пограничный слой на стенке трубы. Структура такой детонации оказалась в основном совпадающей со структурой низко скоростной детонации в капилляре, где пограничный слой ламинарный. Расчеты расстояния от ударной волны до пламени согласуются с экспериментом. Предлагается использовать его экспериментальное значение для определения скорости пламен в нетурбулентном газе, нагретом ударной волной, в условиях экстремально коротких задержек воспламенения. Области существования по начальному давлению многофронтовой и низкоскоростной детонаций частично перекрываются.
Представлены результаты численного моделирования воспламенения и горения недорасширенных турбулентных струй водорода, инжектируемых в сверхзвуковой воздушный поток (М=2,63) вдоль стенок плоского канала. Расчеты проводились численным интегрированием усеченных уравнений Навье—Стокса методом глобальных итераций. Кинетический механизм горения водорода в воздухе состоял из 13 реакций. В расчетах варьировалась высота канала. Показано, что в достаточно узком канале воспламенение и горение приводят к торможению потока до дозвуковых скоростей с соответствующим увеличением статического давления. Влияние горения на распределение давления в поперечном направлении неоднозначно. Если на начальной стадии горение увеличивает неоднородность потока по давлению (появляется новый косой скачок уплотнения), то ниже по потоку давление выравнивается, что связывается с появлением в окрестности фронта пламени дозвукового слоя.
Исследуется вопрос о распространении волны горения в газе, запыленном каплями жидкости. Получены зависимости стационарной скорости распространения пламени от параметров аэрозоля. Выявлена область параметров аэрозоля, в которой ее влияние на распространение волны горения наиболее существенно. Получены зависимости критического значения параметра, характеризующего внешний теплоотвод на срыве горения, от параметров аэрозоля, и проведено их сравнение с аналогичными зависимостями для взвеси инертных частиц в горючем газе. Выявлено, что для относительно небольших частиц дисперсной фазы критические значения параметра теплоотвода для аэрозолей ниже, чем для газовзвеси. С увеличением размера частиц дисперсной фазы критические значения теплоотвода на срыве горения становятся одинаковыми.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
