Динамика сгорания газа в негерметичном сосуде

• Автор: Мольков, Владимир Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 213 c. : ил

1. СГОРАНИЕ ГАЗА В ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ ПРИ НАЛИЧИИ ИСТЕЧЕНИЯ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Особенности дефлаграционного сгорания гомогенных газовых смесей в незамкнутых объемах

1.2. Анализ моделей сгорания газа в негерметичном сосуде

1.3. Влияние давления к температуры свежей смеси

на нормальную скорость пламени

1.4. Обоснование выбранных направлений работы

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ НОРМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ ОТ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ
2.1. Расчет на ЭНЛ равновесного состояния продуктов сгорания С-Н-О-Ы - содержащих горючих в воздухе

2.2. Методика определения нормальной скорости пламени

2.2.1. Экспериментальная установка

2.2.2. Выбор и применимость расчетного метода

2.2.3. Оптимизация расчетной зависимости изменения давления в бомбе постоянного объема по
экспериментальной записи давления
2.3. Барическая и температурная зависимость нормальной скорости горения стехиометрических смесей метана, пропана, гексана, гептана, ацетона, изопропилового спирта и бензола с воздухом
3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ СГОРАНИЯ ГАЗА В НЕГЕРМЕШЧНЫХ
СОСУДАХ
3.1. Теоретическая модель процесса
3.2. Динамика сгорания газа в сосуде при его разгер-

метизации в атмосферу
3.3. Динамика сгорания газа в сосуде при наличии истечения по газоводу в приемную емкость
3.3.1. Лабораторные исследования
3.3.2. Полигонные исследования (объем
сосуда 2 м5)
3.3.3. Исследования на крупномасштабном оборудовании (объем сосуда 10 м3)
3.4. 0 влиянии установленных внутри сосуда турбу-лизаторов на динамику развития взрыва
ВЫВОДЫ
Литература
Приложение I. Определение безопасной площади разгерметизации
П. 1.1. Номограмма для определения площади
сбросного сечения
П.1.2. Критериальные соотношения для
расчета площади разгерметизации
Приложение 2. Документы о практическом использовании научных результатов работы в народном хозяйстве

Динамические характеристики сгорания гомогенной газовой смеси в негерметичном объеме представляют интерес прежде всего с точки зрения цротивовзрывной защиты технологического оборудования и производственных помещений. Взрывы газовоздушных смесей наносят большой материальный ущерб народному хозяйству, а в особо опасных случаях приводят к человеческим жертвам. Совершенствование технологии и профилактические мероприятия не могут еще полностью исключить условия, при которых возможно образование горючих смесей и их воспламенение.
Наибольший удельный вес (около 40%) приходится на взрывы смесей околостехиометрических концентраций, инициированные в замкнутых технологических аппаратах [I] . Большинство взрывов представляет собой дефлаграционное сгорание газа и лишь относительно небольшое число из них переходит в детонацию [2]
Основная цель настоящей работы - развитие представлений о процессе дефлаграционного сгорания газа в негерметичном сосуде при различных условиях горения, разгерметизации и истечения для создания основ единой методики определения безопасной площади разгерметизации технологического оборудования и помещений.
В большинстве случаев развитие взрыва начинается со стадии горения в замкнутом сосуде. Моделирование процесса сгорания газа в бомбе постоянного объема представляется достаточно сложным. Благодаря целому ряду работ [3-37] вопрос о сгорании газа в замкнутом сосуде можно считать в основном изученным. Вместе с тем представления о физике процесса сгорания газов в негерметичных сосудах недостаточно развиты.
Исследованиям сгорания газа в незамкнутых объемах уделялось внимание еще в работах Дэви (1816 г.) и Фарадея (1844), вызванных

Нт = лН» (298)+Н (ТО- Н (298) = h0+h<- (TL-T0>h2' (T,-T„f+
(.2.9)
+ h3(Tt-Tj+hv(TL-Toy ,
где A H _p (298) - энтальпия образования вещества при температуре 298К; Н(Т) - энтальпия при температуре Т; Ь0 , Ии h2, h3 - численные коэффициенты, определяемые решением системы линейных уравнений методом исключения Гаусса-Кордана на ЭВМ [182] ; Т0 -некоторое произвольное, постоянное значение температуры. Значения энтальпий при различных температурах взяты для воздуха из работы [183] , для горючего из работ [180,184]
Энтальпия продуктов сгорания (полученных при сгорании моля свежей смеси)
Нг(Ёп.у£(Х;'Н'т) (2.10)
д *' «И а
?де - мольная доля j -го компонента продуктов сгорания;
- энтальпия j -го продукта сгорания при температуре Т; И Л: - общее число молей продуктов при сгорании одного моля
звежей смеси.
Значения энтальпий
Н^ = йН}(298) + Н'1(Т)-Н'(298) (2Л1)
пределялись ПО Д8ННЫМ [180] , где приведены зависимости привеенной энергии Гиббса от темпервтуры Ф(Т) в диапазоне температур 00К <£6000К. Известно, что
Н(Т) = Н(0)=Тг-^Г-) • (2.12)
При горении в изохорических условиях, например, при взрыве