Воспламенение гибридной системы. I. Критические условия

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

doi:10.18321/

Authors

Ya.I. Vovchuk Mechnikov Odessa National University Institute of Combustion and Advanced Technologies Ukraine, Dvoryanskaya st., 2,Odessa, 65082
O.S. Rogulskaya Mechnikov Odessa National University Institute of Combustion and Advanced Technologies Ukraine, Dvoryanskaya st., 2,Odessa, 65082
O.V. Simulina Mechnikov Odessa National University Institute of Combustion and Advanced Technologies Ukraine, Dvoryanskaya st., 2,Odessa, 65082

DOI:

https://doi.org/10.18321/

Keywords:

gas, systems, self-ignition, modeling

Abstract

The work is devoted to the theoretical determination of the critical conditions for hybrid dust self-ignition and their dependencies on macroscopic and kinetic parameters of the dispersed system. Applying a quasi-stationary approximation to determine the maximum subcritical heating up and critical Semenov's parameter value for hybrid dusts is discussed in this paper. It is shown by the Semenov's method that the self-ignition limits for hybrid dust depend not only on the collective parameter, which is given by the surfaces of heterogeneous reaction heat release and heat losses, as it takes place for a single-component dust, but also on the ratio of the characteristic times and the activation energies of homogeneous and heterogeneous reactions. Approximate expression for maximum dimensionless heating up of the system calculating is proposed. The results of numerical and analytical calculations are submitted. The ranges of parameters where hybrid dust self-ignition is determined by the simultaneous contributions of heterogeneous and homogeneous reactions are quantified.

References

(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.