На основе анализа опытных данных по тепло- и массообмену показано, что в переходной области течения интенсивность процессов переноса может изменяться дискретно, кратно интенсивности в ламинарном пограничном слое. В рассмотренных случаях эта закономерность прослеживается до чисел Рейнольдса Rex ≈ 107. Она проявляется не только при отсутствии химических превращений, но и при гетерогенном, а также газофазном горении. Развитие тепло- и массообмена рассматривается как последовательный переход от одного уровня интенсивности к другому. Наличие дискретных уровней объясняется присутствием стоячей волны в окрестности ламинарно-турбулентного перехода.
Предложена физико-математическая модель процессов тепло- и массопереноса в многослойных тепло- и огнезащитных покрытиях вспучивающегося типа с распределенным по толщине влагосодержанием, позволяющая оптимизировать состав и структуру слоев в соответствии с заданным пределом огнестойкости. Приведены результаты численного моделирования процессов тепло- и массопереноса с учетом испарения, вспучивания и вдува применительно к условиям эксплуатации систем огнезащиты при тепловом воздействии от реального пожара.
В. Г. Зверев, В. Д. Гольдин*, В. В. Несмелое, А. Ф. Цимбалюк
"Томский государственный университет, 634050 Томск *НИИ прикладной математики и механики при ТГУ, 634050 Томск"
Страницы: 90-98
Проведено исследование процессов тепло- и массопереноса и свойств вспучивающихся огнезащитных составов ОВР-1, 336-11-88, СГК-1. Экспериментально определены потеря массы и кратность расширения материалов в зависимости от температуры. Дан анализ механизмов, посредством которых достигается огнезащитный эффект при использовании данных материалов. Представлена новая математическая модель, позволяющая прогнозировать состояние защищаемых конструкций при воздействии тепловых нагрузок, характерных для условий пожара. Проведено сопоставление результатов численных расчетов с данными огневых испытаний и показано их хорошее взаимное соответствие.
Представлены результаты СВЧ-измерений электронной концентрации и частоты столкновений электронов с нейтральными частицами в следах за моделями из сплава алюминия с магнием, летящими в смесях воздуха с ксеноном при числах Маха 10÷15. Для сравнения приведены аналогичные измерения для неразрушающихся моделей и моделей с разрушение Al. Установлено, что процессы догорания частиц Mg в следе изменяют вид распределения и заметно повышают концентрацию электронов в следе. Показано хорошее согласие коэффициента прилипания электронов в эксперименте с уносом Al и в предыдущих исследованиях.
Экспериментально исследовано воспламенение смесей металлических порошков с жидкими углеводородными топливами в атмосфере чистого кислорода и воздуха за отраженными ударными волнами. Показано, что задержки воспламенения смесей определяются жидкой фазой, а времена горения – в основном дисперсным составом твердой фазы.
С помощью методики дифракционного реинициирования многофронтовой детонации установлено количественное соотношение между характерными масштабами, определяющими возбуждение и распространение детонационной волны для цилиндрического и сферического случаев симметрии. Выявлено влияние глубины канала на условия реинициирования. Предложена оценка идеальности (малость потерь) цилиндрической многофронтовой волны, согласующаяся с экспериментальными данными.
Показано, что в процессе адиабатического сжатия газа в связи с увеличением относительного числа элементарных ячеек (характерного масштаба детонационного процесса) обеспечивается возможность возникновения детонационного режима в микрообъеме пузырька. При этом из-за резкого снижения критической энергии инициирования наиболее вероятно самоинициирование газовой смеси за счет адиабатического роста температуры. Показано, что инерционные свойства жидкости приводят к сильному пересжатию продуктов протекающей мгновенно химической реакции, что можно считать одним из основных механизмов усиления волн пузырьковой детонации.
Для некоторых конденсированных гетерогенных взрывчатых веществ даны результаты расчетов профиля давления в зоне химических реакций плоской стационарной детонационной волны. На основе сравнения с экспериментальными данными проведена оценка пригодности рассмотренных моделей макрокинетики взрывчатых веществ для описания зоны реакции.
Решена плоская задача обтекания первоначально покоящегося цилиндра градиентным потоком очень вязкой жидкости. Показано, что цилиндр с помощью потока приводится во вращение с угловой скоростью ω= —ε’, где ε’ — скорость сдвиговой деформации среды. Решение применено для анализа возникающих на уровне микроструктуры течений при высокоскоростных нагружениях металлических тел. Возникновение вращения связано с наличием в структуре вещества фрагментов (зёрна, блоки, ячейки, включения), неспособных в данных условиях нагружения изменять свою форму и вследствие этого приводимых во вращение в процессе сдвиговой деформации. При совместной деформации твердых тел возникающие на микроуровне вращения приводят к переносу в глубину материала окисных, гидроокисных и других поверхностных пленок, что способствует образованию соединения.
Предложена взрывная модель расчета скорости стационарного распространения ламинарного горения в смесях воздуха с комбинированным топливом, составленным из различных газообразных углеводородов. Необходимые формулы получены из рассмотрения структуры фронта пламени на основе диффузионно-тепловой теории. В отличие от известных соотношений предлагаемая модель не содержит неопределенности в выражении для скорости тепловыделения при горении углеводородов. Расчеты проведены для метановодородовоздушных смесей. Модель описывает основные качественные результаты экспериментов по стационарному распространению ламинарного горения и дает приемлемое количественное согласование с экспериментом для смесей газообразных углеводородов с воздухом.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
