Математическое моделирование горения структурированных гетерогенных систем

• Автор: Кришеник, Петр Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 294 с. : ил.

Глава I.

Предварительные сведения из теории горения.Обзор литературы.

§ 1.1 Горение гетерогенных систем

§1.2 Неединственность волновых режимов горения гетерогенных систем

§ 1.3 Распространение пламени в газовзвеси

§1.4 Математические методы анализа волновых процессов экзотермического превращения

Глава II.
Фронтальные режимы превращения многослойных гетерогенных систем. §2.1 Нестационарные режимы поперечного распространения пламени в модельных гетерогенных системах /.Математическая модель. Квазигомогенный режим горения. Переходный режим горения. Эстафетный режим горения. Средняя скорость распространения фронта горения V
§2.2 Режимы фронтального превращения высокоэнергетических структурированных систем с учетом конкурирующих механизмов теплопередачи. /.Математическая модель. Лучистый квазигомогенный режим горения. Эстафетный режим волнового превращения "термически тонких" слоев. Средняя скорость распространения лучистого фронта
§2.3 Эстафетный режим горения гетерогенных систем /Постановка задачи. Установившийся эстафетный режим горения при отсутствии конвективного теплообмена (а = 0). Эстафетный режим горения в условиях теплопотерь
§2.4 Нестационарная динамика фронтального “дискретного” превращения гетерогенных составов. /Математическая модель. Характеристики фронта горения в гомогенизированных средах. “Кондуктивный” неустойчивый режим горения. Лучистый неустойчивый режим горения!
Глава III. Нестационарные режимы горения гетерогенных систем с учетом нелинейной зависимости коэффициента теплопереноса от температуры и двухстадийным кинетическим механизмом превращения. §3.1 Режимы волнового превращения гетерогенных систем с нелинейным теплопереносом /Математическая модель. Приближенный анализ устойчивости фронта
§3.2 Нестационарное распространение фронта пламени в системе последовательных реакций с эндотермической стадией. /Математическая модель. Стационарное решение задачи при Ье = 1. Анализ устойчивости при Ье = 1. Стационарное решение задачи при Ье = 0. Анализ устойчивости при 1е = 0. Численный анализ задачи1
Глава IV. Структура пламени и нестационарное распространение волны горения в газовзвеси.
§4.1. Математическая модель нестационарного распространения волны горения в газовзвеси с учетом конкурирующих механизмов тетоиертоса./Структура кондуктивной волны горения
§4.2 Распространение лучистой волны горения в газовзвеси
§4.3 Влияние теплопотерь на распространение волны горения в газовзвеси
§4.4 Режимы горения газовзвеси с учетом газодинамики движения. /Математическая модель в размерном виде. Математическая модель в безразмерном виде. Численный анализ
§4.5 Инициирование волны горения в газовзвеси /Влияние лучистого теплопереноса на зажигание газозвеси
Глава V. Нестационарные режимы распространения волн горения в двухслойной системе типа “сэндвич”, в системах сдвухстадийным кинетическим механизмом реагирования и газовзвеси.
§5.1 Устойчивость распространения двухстадийной волны горения в режиме управпеншУПостановка задачи. Исследование устойчивости.
Численный анализ
§5.2 Стационарный фронт горения при распространении пламени в двухслойной гетерогенной системе./Постановка задачи. Стационарный анализ волны экзотермического превращения
§5.3 Неустойчивые режимы распространения волны горения в двухслойной системе “сэндвич”
§5.4 Неустойчивые режимы горения газовзвесей
Основные результаты и выводы
Литература

собой многослойную структуру, состоящую из тонких пластин толщиной с/, расположенных на расстоянии 8 друг от друга. Теплопередача между реакционноспособными пластинами осуществлялась через зазор толщиной 8, который представлял собой газообразный окислитель или инертное вещество. При экспериментальном анализе распространения волны горения в такой системе, в зависимости от масштаба гетерогенности, были обнаружены и описаны два предельных режима горения - эстафетный и гомогенный. Из этих исследований следовало, что при горении гетерогенных систем существенную роль играет микронеоднородность исходной среды, а сам процесс волнового превращения сопровождается специфическими особенностями в условиях нелинейного теплового взаимодействия между реакционными ячейками, которые зависят от структурных характеристик. Математическая модель.
Одна из главных задач теории горения гетерогенных сред состоит в определении эффективных (усредненных) свойств состава по известным свойствам составляющих компонентов и по макроскопическим параметрам, зависящим от структуры гетерогенной среды.
Для изучения горения гетерогенной смеси используется упрощенная система, состоящая из чередующихся слоев горючего толщиной 3 и инертной или газовой прослойки толщиной 8. При этом будем исходить из следующих физических предположений:
1. Реакционные слои реагируют в безгазовом режиме, не меняя своих теплофизических характеристик и размеров. Толщина гетерогенной ячейки 3 + 8 (с/-толщина реакционного слоя, 8- расстояние между ними) намного меньше диаметра общей сборки.
2. Исследуется адиабатический режим горения, когда можно пренебречь теплопотерями в окружающую среду.