Гидродинамические явления при распространении пламени в канале

• Автор: Фёдоров, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Обзор теоретических и экспериментальных работ
Глава 2. Ячеистая и тюльпанообразная конфигурации пламени
1. Постановка задачи
2. Общая картина распространения пламени при условии
проскальзывания на стенке
3. Общая картина при условии прилипания на стенке канала
4. Гидродинамическая структура "тюльпана" и ячейки
5. Внутренняя структура фронта
6. Сопоставление "тюльпана" и ячейки
7. Влияние числа Льюиса
8. Выводы
Глава 3. Распространение пламени в плоском канале с
препятствием
1. Постановка задачи
2. Общая картина процесса распространения пламени в канале с
препятствием
3. Некоторые эффекты при распространении пламени в канале с
• препятствием

4. Влияние степени загроможденности канала на горение в
канале с препятствием
5. Поведение фронта пламени и среднеобъемная скорость
химической реакции в зависимости от расстояния между источником поджигания и препятствием
6. Влияние числа Рейнольдса на распространение пламени в
канале с препятствием
7. Влияние степени теплового расширения
8. Выводы
Глава 4. Пределы потухания при горении пламени в канале с
препятствием
1. Постановка задачи
2. Проскок пламени через зазоры ограниченной длины
3. Горение в канале размером выше критической величины
потухания
4. Выводы
Основные результаты
Литература
Введение
Горение - явление сложное, складывающееся из процессов тепло- и массопереноса, химических реакций сгорания и гидродинамики течения горючей смеси и продуктов сгорания. Существует крайне мало точных решений задач, которые позволяли бы объяснять и анализировать реальные ситуации. Гидродинамика распространения пламени в газах особенно сложна по двум взаимосвязанным причинам. Вообще говоря, неизвестно положение пламени и порождаемое расширением газа при сгорании поле течения продуктов сгорания. С другой стороны, из-за дозвуковых скоростей течений и скорости распространения пламени оно же влияет на поле течения горючей смеси и, следовательно, на положение фронта пламени.
Преимущественными методами теоретического исследования в настоящее время остаются численные эксперименты и моделирование. К настоящему моменту появились эффективные методики для численного решения задач дефлаграционного горения.
Численный эксперимент часто даже лучше, чем эксперимент физический, дает возможность абстрагироваться от многих деталей и сосредоточиться на воспроизведении и изучении отдельного эффекта или ситуации. Этим численный эксперимент можно отличить от того, что называется математическим моделированием, которое, как правило, связывают

Влияние гидродинамики течения на пределы потухания представляет собой сложную проблему. В литературе отмечается [102], что при поджигании смеси вблизи огнепреградителя пламя распространяется в обоих направлениях и возможен проскок пламени через него, вследствие чего необходимо более осторожно выбирать огнепреградитель.
Подводя итог существующим на настоящий момент исследованиям отметим, что несмотря на богатый литературный материал посвященный неустойчивости пламени, полное понимание этого вопроса отсутствует, структура тюльпанообразного и ячеистого пламени вблизи областей изломов фронтов практически не изучена, а в связи со сложностью проблемы дальнейшее исследование целесообразно проводить с использованием численного моделирования.
Экспериментальные данные горения в закрученных потоках ограничены, а численный счет зачастую проводиться для искусственного неизменного вихревого поля. Численные моделирования горения, использующие DNS и возникающие естественным путем вихри, на настоящий момент не получили достойного отражения.
В работах о пределах потухания гидродинамические эффекты ограничиваются конвекцией. В литературе отмечается, что при зажигании смеси вблизи огнепреградителя пламя распространяется в обоих направлениях, и возможен проскок пламени через него. Между тем, исследования в этом направлении не проводились.