Численно-аналитическое исследование воспламенения аэровзвесей твердых частиц

• Автор: Гостеев, Юрий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Основные уравнения для описания течения газовзвесей
с учетом химических реакций и фазовых переходов
§ 1. Двухскоростная двухтемпературная модель движения
газовзвеси
§2. Односкоростная двухтемпературная модель движения
газовзвеси
§3. Математическая модель воспламенения образцов
металла во внешнем потоке
§4. Математическая модель воспламенения газовзвеси
угольных частиц
Выводы по первой главе
Глава 2. Воспламенение образцов магния в точечном
и распределенном приближениях
§ 1. Обоснование точечной модели воспламенения
частицы магния
§2. Исследование теплового взрыва частицы магния
с учетом испарения металла
§3. Тепловая волна в магниевой нити
Выводы по второй главе
Глава 3. Воспламенение газовзвесей.
Точечное и автомодельное приближение
§ 1. Развитие теории теплового взрыва Семенова для односкоростных континуумов частиц
в адиабатическом движении
§2. Развитие теории теплового взрыва Семенова для односкоростных континуумов частиц
в неадиабатическом движении
§3. Теория теплового взрыва для газовзвеси частиц магния в двухскоростном приближении механики
гетерогенных сред
§4. Воспламенение угольных газовзвесей в отраженных
ударных волнах
§5. Инициирование и устойчивость волн воспламенения
в аэровзвесях металлических частиц
Выводы по третьей главе
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Дисперсные материалы используются во многих технологических процессах, осуществляемых в химической, угледобывающей, энергетической и др. отраслях промышленности, Сюда могут быть отнесены исходное сырье, образующиеся полупродукты или конечные продукты. В атмосфере производственных помещений и внутри технических устройств дисперсные материалы образуют газовзвеси, т.е. системы, состоящие из твердых частиц, распределенных в газовой среде. Достаточно часто такие смеси способны к горению. Поэтому они представляют взрывопожароопасность и их наличие требует соблюдения определенных мер безопасности. Особенно подвержены взрывам пылей высокотехнологические производства по переработке дисперсных материалов: дробление и размол зерна, добыча каменного угля и т.д. Статистика показывает, что число пожаров и взрывов промышленных пылей продолжает оставаться значительным. Это объясняется, как несоблюдением правил пожарной безопасности, так и недостаточной изученностью процессов воспламенения и горения веществ в дисперсном состоянии.
Основным источником информации об упомянутых явлениях служит физический эксперимент. К опытным данным относятся критические температуры окружающей среды (температуры воспламенения), времена задержки воспламенения и горения, предельные концентрации пыли, при которых еще возможно распространение пламени и др. Например, для воспламенения металлических частиц, имеются данные как по отдельным образцам, так и по их совокупностям. Согласно [1] на температуру воспламенения металлов наряду с другими могут влиять следующие факторы: чистота металла, состав газа, включая наличие загрязняющих веществ, давление, скорость вблизи поверхности,

Константы в вышеприведенных выражениях определяются формулами К
£Ц, = 1 11— число Дамкелера для реакции пиролиза,

К с1
£)а2 = -- — число Дамкелера для реакции окисления углерода,
Г.%)"1, *Я1 = А/)" > тВ2=(КВ2{м) '>

_ 2РМсМг0 т Рмсмго
ш з теТм
- характерные времена химической и тепловой релаксации.
Начальные условия для параметров смеси таковы
при ( = 0: А1 = А1,0 =Й 1,0 А,0> А5 =А5,0 =()_,Й1,о)а,0>
А2 = Аз =Л4 = Аб =°> Р2; = А;,о> /=/,0= = 1- (1-33) Итак, для описания процесса воспламенения газовзвеси частиц угля под действием высокой начальной температуры газовой фазы имеем систему обыкновенных дифференциальных уравнений и начальных условий (1.31) -(1.33).