Моделирование распространения пламени в открытом газообразном горючем слое

• Автор: Полетаев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Общие сведения о процессе распространения пламени в открытом газообразном горючем слое
1.2. Общие сведения о расчетных и экспериментальных методах определения скорости фронта пдамехшу распространяющегося по горючему газообразному слою
1.3. Результаты анализа литературных данных, цель, задачи и актуальность исследований

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ ПО ГОРЮЧЕМУ ГАЗООБРАЗНОМУ СЛОЮ

2.1. О методе моделирования в данной работе

2.2. Моделирование распространения слабовозмущенного неограниченного плоского пламени

2.3. Моделирование распространения слабовозмущенного цилиндрического пламени

2.4. Моделирование распространения пламени по однородному горючему газообразному слою в окружении инертной атмосферы
2.5. Моделирование распространения пламени по неоднородному горючему газообразному слою
2.6. Другие приложения метода моделирования
2.6.1. Кривизна пламени за движущимся источником зажигания
2.6.2. Отсутствие стационарного решения задачи о распространении искривленного пламени
2.7. Точное решение задачи о стационарном движении пламени с кромками в гидродинамическом приближении
2.8. Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
ПЛАМЕНИ ПО ОТКРЫТЫМ ГАЗООБРАЗНЬЬМ ГОРЮЧИМ СМЕ
3.1. Исследование распространения пламени по неоднородному горю чему слою
3.1.1. Методика лабораторного эксперимента и объекты исследования
3.1.2. Результаты лабораторного исследования скорости пламени
3.1.3. Результаты полигонного эксперимента с горением смеси паров бензина с воздухом
3.2. Исследование распространения пламени по открытой однородной
горючей смеси, занимающей цилиндрический объем
3.2.1. Методика проведения опытов
3.2.2. Результаты исследования формы пламени и его скорости
3.3. Выводы
д 4. МЕТОД РАСЧЕТА СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ В
ОТКРЫТОМ ГОРЮЧЕМ СЛОЕ
4.1. Расчет скорости распространения пламени в однородной горючей 9 смеси цилиндрической формы
4.1.1. Корректировка результатов теоретического исследования формы
и скорости пламени
4.1.2. Новый расчетноэкспериментальный метод определения нор
4 мальной скорости распространения пламени метод трубы из сетки
4.2. Расчет скорости распространения пламени в неоднородном плос 4 ком горючем слое
4.2.1. Построение метода расчета
4.2.2. Сравнениерезультатов расчета с данными эксперимента
4.3. Выводы
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ,
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Во избежание недоразумений упомянем здесь о двух известных исключениях. Вопервых, образование сплошного диффузионного фронта горения и его равномерное движение с определенной нормальной скоростью возможно в облаках горючих аэрозолей взвеси капель горючей жидкости в воздухе , . Этот эффект объясняется с помощью двухскоростиого описания двухфазной среды, представляемой взаимопроникающими континуумами . Вовторых, появление неравномерно движущегося диффузионного фронта горения ожидается в задаче о повторном распространении пламени после прохождения обычного кинетического фронта горения по ограниченному облаку газовоздушной смеси, обогащенной горючим . Отсутствие. Такое движение, сопровождающееся расширением площади горения, действительно наблюдается экспериментально , и описывается теоретически для твердых материалов с гетерогенной реакцией окисления кислородом воздуха на поверхности. Для испаряющихся жидкостей поперечное движение диффузионного фронта горения маловероятно, поскольку реакция горения происходит в газовой фазе, а процесс испарения на смежной с пламенем площади горючего материала происходит одновременно с процессом перемешивания паров жидкости с воздухом. В этом случае на кромках диффузионного фронта пламени всегда образуется паровоздушная смесь, выгорающая в кинетическом реяшме . Таким образом, в дальнейшем основное внимание будет уделяться кинетическому фронту пламени, определяющему динамику распространения пламени по открытому горючему слою. Как уже говорилось, примерами открытых горючих слоев являются припотолочный метановоздушный слой в шахтах, образующийся в результате диффузиошюго смешения поступлений метана с воздухом, или водородовоздушный слой в помещениях атомных элекгростанций. Открытый горючий слой образуется также над поверхностью пролива жидкости, нагретой выше температуры воспламенения. Открытый горючий слой может возникать в объеме выполненных из огнепреграждающей сетки огнепреградителей или устройств, предназначенных для выжигания горючих газообразных смесей. На рис. Лидирующая часть пламени является кинетической. Это пламя выжигает смежную с пламенем горючую смесь. Дальнейшее горение осуществляется в диффузионном режиме. Рис. Схематическое изображение пламени и распределение концентрации горючего С по высоте х в невозмущенной среде перед пламенем в открытых горючих слоях а случай открытого паровоздушного слоя над поверхностью испаряющейся жидкости б случай открытого метановоздушного слоя у потолка шахты в случай открытого газовоздушного горючего слоя между огнепреграждающими сетками. Заметам, что структура пламени, изображенная схематически на рис. Например, такая же структура лидирующее кинетическое пламя и замыкающее его диффузионное пламя будет наблюдаться при горении метаиовоздушного слоя в шахте, образованного в результате смешения припотолочного слоя легкого метана с расположенным снизу тяжелым врздухом рис. Вместе с тем, структура пламени в случае распространения пламени по открытой горючей смеси, выгороженной огнепреграждающими сетками в однородной горючей смеси, большего объема рис. Это связано с тем, что в такой системе возможен только кинетический фронт горения. Отметим два важнейших отличия распространения пламени по рассматриваемому в. А именно процессом распространения пламени в технологическом аппарате, заполненном горючей газообразной смесью, или процессом распространения пламени по горючему облаку, образованному в результате поступления горючего газа в объем технологического помещения. Первое отличие случая открытого слоя касается отсутствия стесненных условий распространения пламени в виде оболочек когда речь идет о технологических аппаратах или ограждений когда речь идет о технологических помещениях. В случае открытого горючего слоя вдоль всего участка движения пламени имеется значительная область пространства по сути своей целое измерение, куда возможно свободное истечение продуктов горения. В случае паровоздушного слоя над поверхностью жидкости рис. В случае газовоздушного горючего слоя между огнепреграждающими сетками рис.