Исследование нестационарных процессов горения газообразных горючих смесей в каналах

• Автор: Киверин, Алексей Дмитриевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1 - Математическая модель и особенности численного моделирования нестационарных процессов горения газообразных смесей

1.1 Основные положения газодинамики горения______________________[

Стационарные режимы горения: дефлаграция и детонация

Переходные процессы горения_____________________________________________[

1.2 Математическая модель горения предварительно-перемешанных смесей

Газодинамическая модель горения

Процессы молекулярного переноса

Учет протекания химических реакций

Численная реализация математической модели

Начальные и граничные условия
Валидация и верификация математической модели и компьютерного кода
Глава 2 - Развитие горения в полуоткрытых каналах
2.1 Неустойчивость фронта пламени в каналах без учета взаимодействия потока со стенками
2.2 Неустойчивость фронта пламени в каналах с учетом взаимодействия потока со стенками
2.3 Переход горения в детонацию
2.4 Устойчивость волны горения
2.5 Неадиабатические пламена
2.6 Основные результаты
Глава 3 - Особенности распространения пламени в закрытых объемах
3.1 Динамика пламени в закрытом канале
3.2 Переход горения в детонацию в закрытых объемах
Развитие пламени в коротких каналах
Развитие пламени в каналах умеренной протяженности
3.3 Основные результаты

Глава 4 - Смена режимов горения в результате воздействия ударной волны на зону горения
4.1 Постановка задачи
4.2 Классификация сценариев развития процесса и механизмы перехода в детонацию
Классификация сценариев развития процесса
Механизмы перехода в детонацию
4.3 Основные результаты
Заключение
Литература

Введение
Диссертация посвящена исследованию методами численного моделирования нестационарных и переходных режимов распространения волн горения в ограниченных объемах (каналах), заполненных газообразными горючими смесями.
Актуальность работы
Одной из основных задач теории горения является исследование переходных нестационарных режимов распространения пламени, что в первую очередь обусловлено задачами взрывобезопасности при хранении, транспортировке и работе с горючими смесями и задачами разработки широкого класса энергетических установок от двигателей внутреннего сгорания, включая перспективные детонационные двигатели, до камер сгорания теплоэлектроцентралей. К настоящему времени сформировались достаточно устойчивые теоретические представления о физических процессах, определяющих стационарные режимы дозвукового (медленного) горения и сверхзвуковой детонации. Однако, в реальной ситуации распространения волн горения в ограниченных объемах (будь то камера сгорания или хранилище газообразного горючего) представляет собой последовательность нестационарных режимов, обусловленных большим разнообразием физико-химических факторов.
Несмотря на то, что переходные нестационарные режимы горения являются уже более ста лет объектом интенсивных научных исследований, многие аспекты этой проблемы не получили своего окончательного решения до настоящего времени. Это в основном определяется тем фактом, что столь сложные процессы не возможно описать достаточно детально, используя аналитические оценки и результаты доступных экспериментальных методов, имеющих ограничения по пространственно-временному разрешению протекающих процессов. Остаются нерешенными многие вопросы, связанные с классическими задачами распространения пламени в ограниченных объемах (каналах и трубах) и о влиянии на нестационарное горение различных

Рис. 1.2 - Профили температуры и концентрации молекулярного водорода во
фронте водородно-кислородного пламени при различном разрешении.