Воспламенение гибридной системы. I. Критические условия

Я.И. Вовчук; О.С. Рогульская; О.В. Симулина

doi:10.18321/

Авторы

Я.И. Вовчук Институт горения и нетрадиционных технологий Одесского национального университета им. И.И. Мечникова ул. Дворянская, 2, г. Одесса, 65082 Украина
О.С. Рогульская Институт горения и нетрадиционных технологий Одесского национального университета им. И.И. Мечникова ул. Дворянская, 2, г. Одесса, 65082 Украина
О.В. Симулина Институт горения и нетрадиционных технологий Одесского национального университета им. И.И. Мечникова ул. Дворянская, 2, г. Одесса, 65082 Украина

DOI:

https://doi.org/10.18321/

Ключевые слова:

газ, системы, самовоспламенение, моделирование

Аннотация

Работа посвящена теоретическому определению критических условий самовоспламенения гибридной газо-взвеси частиц твердого горючего и их зависимостей от макроскопических и кинетических параметров дисперсной системы. Обсуждена возможность использования квазистационарного приближения для расчета максимального докритического разогрева и критического значения параметра Семёнова для гибридной взвеси. Методом диаграммы Н.Н. Семёнова показано, что положение предела самовоспламенения гибридной газо-взвеси зависит не только от величины коллективного параметра, который задается соотношением поверхностей тепловыделения при гетеро-генной реакции и теплоотвода газо-взеси в целом, как это имеет место для однокомпонентной газо-взвеси, но также от отношений характерных времен и энергий активации гомогенной и гетерогенной реакций. Предложено аппроксимационное выражение для расчета безразмерного разогрева дисперсной системы на пределе воспламенения. Представлены результаты численных и аналитических расчётов. Количественно определены диапазоны изменения параметров гибридной газо-взвеси, где для ее воспламенение определяется одновременным вкладом в саморазогрев системы гетерогенной, так и гомогенной реакций.

Библиографические ссылки

(1). Hertzberg M., Cashdollar K. L. Introduction to dust explosions // Industrial Dust Explosions. Proc. Symposium on Industrial Dust Explosions. Ballimore: ASTM STP 958, 1987. P. 5–32.

(2). Калинчак В. В., Двоишников В. А., Виленский Т. В. Математическое моделирование горения взвеси частиц. Ч. 1. Физико-математическая модель // Физика аэродисперсных систем. 1986. № 29. С. 24–29.

(3). Landman G. V. R. Ignition behaviour of hybrid mixtures of coal dust, methane, and air // The Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy. 1995. No. 1. P. 45–50.

(4). Федоров А. В. Воспламенение газо-взвесей в режиме взаимодействующих континуумов // Физика горения и взрыва. 1998. Т. 34. № 4. С. 57–64.

(5). Гостеев Ю. А., Федоров А. В. Воспламенение газовзвеси частиц угля. Точечное приближение // Физика горения и взрыва. 2001. Т. 37. № 6. С. 36–45.

(6). Крайнов А. Ю., Баймлер В. А. Критические условия воспламенения искрой смеси газообразных окислителя и горючего с реагирующими частицами // Физика горения и взрыва. 2002. № 3. С. 30–36.

(7). Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1987. Т. 1. 359 с.

(8). Клячко Л. А. Воспламенение совокупности частиц при гетерогенной реакции // Теплотехника. 1966. № 8. С. 65–68.

(9). Руманов Э. Н., Хайкин Б. И. Критические условия самовоспламенения совокупности частиц // Физика горения и взрыва. 1969. № 1. С. 129–136.

(10). Лисицын В. И., Руманов Э. Н., Хайкин Б. И. О периоде индукции при воспламенении совокупности частиц // Физика горения и взрыва. 1971. № 1. С. 3–9.

(11). Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука, 1987. 491 с.

(12). Мержанов А. Г., Барзыкин В. В., Абрамов В. Г. Теория теплового взрыва: от Н. Н. Семёнова до наших дней // Химическая физика. 1996. Т. 15. № 6. С. 3–44.