Тепломассоперенос при зажигании жидких конденсированных веществ и парогазовых смесей локальными источниками энергии

• Автор: Стрижак, Павел Александрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 393 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ ЗАЖИГАНИИ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ВЕЩЕСТВ И ПАРОГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ ЛОКАЛЬНЫМИ

ИСТОЧНИКАМИ ЭНЕРГИИ

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ ЗАЖИГАНИИ ЖИДКИХ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ВЕЩЕСТВ НАГРЕТЫМИ ДО ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР ЧАСТИЦАМИ. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ. ВЕРИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ
2.1 Двумерная модель тепломассопереноса при зажигании жидкого конденсированного вещества одиночной частицей в форме параллелепипеда неограниченной длины
2.2 Двумерная модель тепломассопереноса при зажигании пленки жидкого конденсированного вещества одиночной частицей в форме цилиндрического диска
2.3 Двумерная модель тепломассопереноса при зажигании пленки жидкого конденсированного вещества одиночной частицей в форме полусферы
2.4 Одномерная модель тепломассопереноса при зажигании жидкого конденсированного вещества одиночной частицей в форме параллелепипеда неограниченной длины
2.5 Пространственная модель тепломассопереноса при зажигании пленки жидкого конденсированного вещества одиночной частицей
в форме параллелепипеда
2.6 Методы решения
"'
2.6.1 Решение уравнения энергии
2.6.2 Решение уравнений теплопроводности
2.6.3 Решение уравнения диффузии паров горючего
2.6.4 Решение уравнения Пуассона для функции тока
2.6.5 Постановка граничных условий для уравнения вектора вихря скорости
2.6.6 Решение уравнения вектора вихря скорости
2.6.7 Алгоритм решения
2.7 Верификация моделей
2.7.1 Алгоритм оценки достоверности результатов численного моделирования
2.7.2 Решение тестовых задач
2.7.2.1 Одномерный теплоперенос в плоской бесконечной пластине с фазовым переходом на границе
2.7.2.2 Одномерный теплоперенос в плоской бесконечной пластине с химической реакцией в материале
2.1.23 Двумерный теплоперенос в пластине с фазовым
переходом на двух границах
2.7.2.4 Движение жидкости в полости с подвижной верхней крышкой
2.7.2.5 Естественная конвекция в замкнутой прямоугольной области
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС ПРИ ЗАЖИГАНИИ ЖИДКОГО КОНДЕНСИРОВАННОГО ВЕЩЕСТВА НАГРЕТЫМИ ДО ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР ЧАСТИЦАМИ
3.1 Диффузионный перенос паров горючего в среде
окислителя при зажигании жидкого конденсированного вещества одиночной частицей
3.2 Диффузионно-конвективный перенос паров горючего в среде

окислителя при зажигании жидкого конденсированного вещества одиночной частицей
3.3 Формирование парового зазора между источником нагрева и жидкостью
3.4 Погружение источника ограниченной энергоемкости в жидкость
3.5 Кристаллизация материала источника нагрева при взаимодействии с жидким конденсированным веществом
3.6 Тепломассоперенос при зажигании жидкого конденсированного вещества одиночной разогретой частицей с учетом зависимости теплофизических характеристик взаимодействующих веществ от температуры
3.7 Тепломассоперенос при зажигании жидкого конденсированного вещества одиночной разогретой частицей в форме параллелепипеда с шероховатой поверхностью на границе с жидкостью
3.8 Анализ применимости упрощенных одномерных постановок для решения задач тепломассопереноса при зажигании жидкого конденсированного вещества одиночной нагретой частицей
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС ПРИ ЗАЖИГАНИИ ПЛЕНКИ ЖИДКОГО КОНДЕНСИРОВАННОГО ВЕЩЕСТВА НАГРЕТЫМИ ДО ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР ЧАСТИЦАМИ
4.1 Анализ влияния формы разогретой частицы на условия тепломассопереноса при зажигании пленки жидкого конденсированного вещества
4.2 Определяющая роль соотношения площадей контакта частицы с жидкостью и с парогазовой смесью при реализации условий зажигания пленки жидкого конденсированного вещества
4.3 «Совместное» влияние нескольких частиц на условия тепломассопереноса при зажигании пленки жидкого

обусловлено, В; первую очередь,, незначительными отличиями площадей контакта источников нагрева разной конфигурации с поверхностью твердого вещества. В тоже время при: понижении начальной температуры частицы масштабы- влияния формы источника нагрева несколько увеличиваются. Очевидно, что для жидких конденсированных веществ этот фактор должен оказывать более масштабное влияние на условия контакта локального источника энергии и поверхности воспламеняемого вещества. Однако, результаты исследований таких закономерностей не опубликованы.
В [89]" описаны предельные условия теплого взаимодействия разогретой металлической частицы с твердым конденсированным веществом
при погружении источника в размягченный приповерхностный слой
Г-а iii--.il ко;; .
вещества и наличии промежуточного слоя в виде окисной пленки. Показано; что увеличение глубины внедрения одиночной частицы в слой размягченного конденсированного вещества приводит к повышению времени задержки зажигания при прочих неизменных параметрах. Следует отметить, что предельные значения, при которых еще возможно воспламенение, с ростом, глубины, погружения также увеличиваются. Это объясняется тем, что чем больше углубление частицы в вещество, тем больше площадь поверхности, с которой осуществляется теплоотвод от частицы в размягченный слой и уменьшается величина плотности теплового потока в зону зажигания. Соответственно, частица остывает более интенсивно, ее теплосодержание уменьшается и, как следствие, снижается вероятность воспламенения: При зажигании жидких конденсированных веществ гидродинамические процессы погружения источников нагрева усложняются совместным протеканием фазовых переходов и формированием парового зазора вблизи границы «жидкость - источник энергии». Масштабы влияния этих факторов на условия зажигания остаются неизученными.
При анализе влияния окисной пленки на условия теплопереноса установлено [89], что наличие пленки окисла алюминия; толщина которой составляет от 5 % до 90 % высоты частицы, приводит к некоторому