Модели воспламенения ТРТ

Рис. 35. Дискриминация моделей воспламенения по Байесу.

НИИ теплового торможения итоговой химической реакции, ответственной за воспламенение. Модифицированная математическая модель воспламенения образцов магния дает реалистичные значения температур после воспламенения образца и удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными по зависимости радиуса мелкой частицы от предельной температуры окружающей среды. С помощью такого подхода показана возможность распространения тепловых волн при гетерогенном окислении нити магния, помещенной во внешний окисляющий поток. Область параметров, где реализуются автоволновые режимы, а также скорости распространения волн воспламенения по образцу, качественно и по порядку величин соотносятся с данными экспериментов по окислению металлических проволочек. Численно решена задача об инициировании волны воспламенения начальными распределениями температуры образца частных видов, показана устойчивость тепловых волн к малым и конечным возмущениям. [c.12]

Здесь формулируется распределенная математическая модель воспламенения газовзвеси частиц металлов, принимающая во внимание тепловыделение в обеих фазах. [c.12]

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ОБРАЗЦОВ МЕТАЛЛА В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ ПОТОКЕ [c.23]

Далее проведем конкретизацию данной математической модели. Распределенная модель воспламенения магниевой нити. Рассмотрим магниевую нить радиуса, помещенную в поперечный поток [c.24]

Отметим, что в практически важном случае у > у < 1 многообразие катастроф (МК) обладает единственной трижды вырожденной критической точкой, аналогично МК в модели воспламенения, не учитывающей испарения (см. раздел 1.1). Новым обстоятельством является существование МК с тремя ТКТ, в случае, если процесс испарения металла намного более активирован по сравнению с процессом окисления, Е Е. Это указывает на наличие в системе при данном соотношении параметров усложненной тепловой динамики и на возможность нетривиальных сценариев воспламенения частицы. [c.46]

Точечная модель воспламенения. Обоснование и основные уравнения. Модель Семенова описания теплового взрыва широко применяется для изучения процесса воспламенения мелких металлических образцов. Однако при срыве теплового равновесия стационарное состояние имеет нереально высокое значение температуры тела. Вызвано это тем обстоятельством, что в уравнении сохранения энергии для частицы или нити часто не учитываются разного рода лимитирующие факторы, такие, например, как испарение металла. Учет испарения (см. раздел 1.2.2, а также [27]) приводит к изменению многообразия катастроф, уменьшению конечной равновесной температуры, достигаемой после воспламенения. Следует отметить, что анализ МК модели с учетом тепловых потерь на испарение - достаточно громоздкая и сложная задача, поэтому представляется целесообразным построение более простой модели явления, основанной на следующем простом качественном соображении. Известно, что окисление магниевого образца можно условно разделить на две стадии воспламенение и горение. Тогда естественно предположить, что первая стадия окисления заканчивается при какой-то характерной температуре частицы, которая может быть близка, например, к температуре кипения магния. Это позволяет описать тепловое состояние бесконечной однородной цилиндрической нити уравнением для ее температуры (1.10) и кинетическим уравнением (1.11). [c.58]

Проведена серия расчетов по воспламенению частиц магния и алюминия в ударных волнах в кислороде. Расчеты проводились для условий, реально моделируемых в экспериментах, т.е. размер частиц варьировался от 1 до 100 мкм, начальное давление - от 0.01 до 1 атм, числа Маха УВ брались от 1.1 до 6. Основная цель расчетов заключалась в уточнении математической модели воспламенения частиц, обосновании возможности воспламенения частиц в реальной ударной трубе. [c.83]

Установим, описывает ли данная математическая модель воспламенения облака мелкодисперсного магния наблюдаемый в [9] масштабный фактор, т.е. уменьшение предельной температуры воспламенения в системе при увеличении ее размера. Это положение можно проиллюстрировать такими расчетными данными. Пусть Г, д = 2, Г2 о = 1, тогда [c.98]

В данном разделе с использованием подходов теории теплового взрыва представлена математическая модель воспламенения многокомпонентной газовзвеси угольных частиц в точечном приближении механики реагирующих гетерогенных сред. В качестве приложения построенной математической модели решена задача о воспламенении угольных аэровзвесей в отраженных ударных волнах. [c.109]

МОДЕЛЬ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ГАЗОВЗВЕСИ [c.109]

Разогрев и воспламенение частиц. Прежде чем перейти к исследованию этих процессов в динамических условиях, кратко остановимся на модели воспламенения Mg. Как видно из уравнений (2.68), она близка к предложенной в [61] (см. также [62], где дан обзор работ по воспламенению частиц металлов в статических условиях). В настоящей работе подкорректированы значения показателей экспонент Е , Ь с целью совпадения рассчитываемых времен задержки воспламенения с данными [61]. После этого проведены расчеты по определению времени задержки воспламенения при различных температурах окружающей среды и числах Ми. Результаты приведены в табл. 2.6. [c.173]

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТРЕХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ВОДОРОДА [c.306]

Сравнительный анализ трех математических моделей воспламенения водорода 307 [c.307]

Сопоставление газодинамических моделей течения. Теперь перейдем к сравнению различных газодинамических моделей воспламенения смеси между собой. Для начала необходимо определить поведение температуры за ударной волной в зоне химической релаксации. Влияние на структуру течения начальной концентрации 2Н2+О2 (2,5, 5 и 10 %) представлено на рис. 4.20. Показано расчетное распределение температуры смеси при прохождении УВ с температурой за фронтом [c.316]

В одностадийной модели воспламенения топлива и кислорода массовые доли топлива и кислорода связаны линейно, потому что топливо и кислород расходуются при химической реакции в неизменном массовом соотношении. . [c.168]

Исходя из простой модели [см. уравнение (XIV.3.1)], можно определить среднюю температуру реагирующей смеси при стационарном состоянии Г., и температуру воспламенения Т . Эти две температуры определяются двумя точками пересечения кривых нагревания и охлаждения (см. рис. XIV.1). Если снова воспользоваться уравнением (XIV.3.1), то можно установить, что эти температуры задаются двумя самыми меньшими значениями корней трансцендентного уравнения [c.380]

Построена процедура универсального последовательного анализа сложного химического процесса, принадлежащего классу простых кинетик, которая приводит к получению адекватной математической модели такого процесса. Рассмотрены физические и математические особенности отдельных этапов процедуры — оценки начальных приближений, синтез механизмов и проблемы стехиометрии, прямая и обратная кинетические задачи и т. д. Качественными методами анализа и систематическим численным моделированием исследован процесс воспламенения водорода, для которого приводятся максимальный кинетический механизм и значения констант скоростей всех элементарных стадий. [c.2]

Эта реакция всегда сильно сдвинута вправо и никогда не идет в сторону образования радикалов с хоть сколько-нибудь заметной скоростью, поэтому ее следует отнести к реакциям квадратичного обрыва. В литературе нет ни теоретических, ни экспериментальных работ по определению кц. Реакция редко вводилась в кинетические модели, и предполагалось, что она не является важной. Численное моделирование показало, однако, что это не совсем так. Из-за довольно высокого значения kts она оказа.лась относительно мощным каналом стока долгожителя HOj и ее термодинамическая qgs 0,04 и кинетическая по. HOj доля 725,HOj—0,10 довольно значительны. Особенно важную роль она играет в области между первым и вто рым пределами воспламенения, сильно затормаживая раз витие процесса в целом. Удовлетворительная степень аппроксимации механизма в этой области (б > 0,8) не может быть достигнута без учета реакции 25. [c.290]

Внутри полуострова воспламенения (см. рис. 31, область В) процесс описывается моделью Г , а в области медленной реакции (см. рис. 31, область С) — моделью Уровень представительности обеих моделей б > 0,7. Эти результаты хорошо согласуются с известными литературными аппроксимациями [6—8]. Для обрыва на втором пределе, полагая в (4.16) Ра Рц найдем [c.300]

В обзоре [99], посвященном обсуждаемой проблеме, для описания модели воспламенения используются следующие уравнения уравнения сохранения энергии в твердой и газовой фазах, неразрывности, уравнения баланса энергии, состава смеси и потока массы на поверхности. Авторы обзора дают характеристику 15 моделей воспламенения в газовой фазе, 8 — гетерогенных и 16 — в твердой фазе сделаны также критические замечания относительно этих моделей. Назовем имена ученых, внесших важный вклад в изучение проблемы. В США это Саммерфилд, Германе, Ф. Вильямс, Райан, Бэр, Куо и Андерсен, а из их советских коллег наиболее известен Мержанов [c.85]

В работе Райта и Беккера [218] приведен пример обратного использования значений Е, оиределенных в условиях пламени, к ироцессу самовоспламенения. Здесь в качестве модели воспламенения за плохо обтекаемым стабилизатором исследовалось воспламенение при смешении двух коаксиальных потоков — азота или воздуха, нагретых до высокой температуры ( 1300° К), и горючей смеси — холодной или умеренно подогретой (< 750° К). Приняв, по работе Фенна Е равным для S2—16, С2Н2 — 20, GgHg — 26 ккал, авторы определяют минимальную температуру струи азота, необходимую для воспламенения. Вычисленные таким способом температуры воспламеняющ,ей струи оказались близкими к измеренным. Приняв далее расстояние от места смешения струй до места воспламенения Н в качестве меры времени реакции пз соотношения Н ехр (— EIRT) определяют энергию активации для процесса воснламенения, снова получая совпадение со значениями Е, принятыми при расчете Гц и взятыми из опытов в пламени. Несмотря на полученное совпадение значений Е в двух независимых способах расчета, сами эти значения совершенно не соответствуют величинам Е для высокотемпературного воспламенения, во всяком случае превышаюш им 60 ккал (см. 6). Занижение Е в этих расчетах может быть вызвано тем, что здесь не учитывается [c.205]

Точечная модель воспламенения частицы нити). Предположим, что температурное поле в образце безградцентное (термически тонкое тело). Тогда, осредняя уравнения (1.1)- (1.4) по объему образца, получаем уравнения теплового баланса [c.26]

Точечная модель воспламенения частицы магния с учетом испарения металла. Данный вариант математической модели выводится из (1.1)-(1.5) аналогично предыдущему случаю, но теперь имеется ненулевой поток тепла за счет фазового перехода брЬазе 0 Таким путем получаем для температуры частицы следующее уравнение (см. также [3]) [c.27]

Изучение воспламенения газовзвесей актуально в связи с проблемами взрыво- и пожаробезопасности промышленных пылей. С точки зрения общей теории гетерогенных сред, частным случаем которых является газовзвесь мелких твердых частиц и газа, математическое и физическое описание движений аэровзвесей возможно в двух приближениях. Первое - это режим одиночных частиц, описанный выше, когда движение и нагрев дискретной фазы осуществляются на фоне известного поля течения газа. Это описание справедливо для газовзвесей с достаточно малым содержанием пыли. Второй подход основан на предположении, что частиц достаточно много и они могут оказывать обратное влияние на газ как динамическое, так и тепловое. Ранее [2-5] были предложены математические модели воспламенения и горения газовзвесей в динамических условиях за проходящими и отраженными ударными волнами, которые принимали во внимание различие скоростей и температур фаз, гетерогенную химическую реакцию низкотемпературного окисления. Для замыкания этой модели на стадии воспламенения принималось, что размер частицы приближенно равен начальному и что тепло химической реакции выделяется только в конденсированной фазе. [c.91]

Теоретическому изучению проблемы воспламенения угольных аэровзвесей посвящено достаточно много работ (см. обзор [18]). В исследованиях, выполненных в рамках точечных моделей воспламенения угольных частиц и их аэровзвесей, для формулировки критических условий воспламенения/погасания широко использовались положения теории теплового взрыва H.H. Семенова. Этому способствовало и принятое в большинстве работ упрощенное кинетическое описание. Делались попытки привлечь для теоретического анализа аппарат теории цепно-теплового взрыва. Для работ, выполненных на основе распределенного подхода, характерным является описание процессов тепломассобмена либо в газовой среде вокруг одиночной реагирующей частицы, либо в потоке двухфазной смеси. В обоих случаях воспламенение и горение обычно рассматривались как единый процесс реагирования. Для моделирования течений угольных аэровзвесей привлекались таюке и уравнения механики гетерогенных сред в том или ином приближении. [c.109]

Точечная модель воспламенения композитной аэровзвеси в реакторе идеального смешения. Рассмотрим реактор идеального смешения (РИС), взятый в виде сферической оболочки. Ее внешняя поверхность поддерживается при постоянной температуре. Теплопроводящая стенка оболочки передает тепло от внешней поверхности внутрь, нагревая содержащуюся там смесь кислорода, капель и паров углеводородного горючего (С Н ,) и частиц труднолетучего склонного к окислению металла (А1). В результате нагрева происходит испарение капель горючего, горение его паров, высокотемпературное окисление частиц в среде кислорода. Окисление частиц А1 сопровождается вьщелением большого количества тепла. Оказьшается, что даже при не очень больших количествах частиц А1 этого тепла достаточно, чтобы привести к резкому повышению температур смеси, вплоть до температуры кипения А1 и плавления окиси А12О3. [c.129]

После воспламенения горючей смеси и формирования фронта пламени дальнейшее распространение пламени происходит с са-моускорением (преддетонационный период). В этот период времени, согласно модели АХП-горения, управляющая и управляемые системы функционируют в нестационарном режиме, при котором в каждый последующий момент времени интенсивность излучения пламени и, соответственно, интенсивность потока продуктов предпламенного превращения, поступающих в пламя, непрерывно возрастают. [c.143]

Покаже.м теперь, что кривая этого типа объясняет возник-новепне явлений воспламенения и гистерезиса. Для этой цели воспользуемся простой моделью реакции, протекающей в систе- ме газ — твердое тело, которая применима к отдельным зернам или тонким слоям и хорошо иллюстрирует рассматриваемые явления. [c.172]