Введение к работе
Актуальность темы. Распространение фронта горения газов в инертной пористой среде все более привлекает вниманив исследователей. Интерес к нему возник в результате ответа на запросы практики. Скигание горючей газовой смеси в инертной пористой среде оказываются порспэктивним методом решения многих прикладных задач в энергетике(создание ноеого типа форсированных топочных устройств), пожаровзрнвобезопасиости (разработка огнепреградителей), технологии(сушка, обжиг, спекание). Наряду с практическим интересом фильтрационное горение газов (ФГГ) привлекает внимание исследователей и в связи с чисто научными аспектами этого физического явления. Благодаря своей специфике, ФГГ открывает возможность установления связи между различными видами горения, рассматривая их как частные случаи более общих волновых процессов. При математическом описании процесса ФГГ в уравне- ниях учитывается лишь гомогенная реакция и связанное с ней выделение энергии. Если мвкфазішй теплообмен достаточно интенсивен л различием температур газа и пористого скелета можно пренебречь, уравнения ФГГ, гомогенное горение газов и горение кондвнсированного вещоства идентичны. При этом закономерности распространения волн реакции во всех случаях одинаковы. Различив возникает при переходе к двухтемпературной модели. Малая теплопроводность газа по сравнению с конденсированной фазой приводит к температурноЯ неоднородности, связанной с отрывом температуры газа от температуры частиц. ФГГ считается малоизученным видом гетерогенного горения и относятся к нему не по типу химической реакции, а вследствие активного участия двух фаз - твердой пористой среды и реагирующего газа в механизме распространения волн горения. Различные стационарные реяимы (РНС,РВО и сверхзвуковой) изучены в Оольшей мэре экспериментально чем теоретически.
Возможности существования волновнх режимов были сформулированы и исследованы в Институте химической кинетики и горения СО АН России. Однако в проблеме фильтрационного горения еще много нерешенных вопросов. Это инициирование волн реакции,
режимов, явление диссоциации и другие.
^ Цель работы. Исследование математических моделей процесса
(Гш.ьтрационного горения газов в инертной пористой среде.
Научная новизна. На основе исследования математических моделей процесса ФРГ получены следущив новые научные результаты:
1. Двухтемпературная структура:
хврактерно. „свдшо. сое;
б)численными расчетами получены зависимости скорости распространения волны от теплофиэических характеристик
(0ТСУ:ГГ^^ двух-
тешературная и однотемпературная структура волн.
2. Однотемпературная структура модели описнвавт горение
конденсированного вещества, фильтрационное горения газов и
гомогенное горение газов, при этом установлено:
аналитическов условие устойчивости Шкадинского К.Г., ХайкинаБ.И., Мержанова А.Г:;
с;аналитическое условие тешюдиффузионной, пространственной устойчивости являющейся обобщением условия устойчивости пункта а);
настойчивость волн горения при числе Льшса(Іе) больше единицы соответствующего значениям коэффициента термического
дао волна горения устойчива по. отношению к волновым векторам которое лежат в радиусе ft*-u^/i.
Практическая ценность рь*ты определяется тем, что получен ные результаты моїут быть использованы при синтезе туу
Основные положения, выносимые на защиту;
I. Исследование особых точек системы дифференциальных уравнений описывавших процесс распространения волн горения, где в конечной часты волны химическая реакция затухает асимптотически.
2.Численные исследования стационарной структуры волны фильтрационного горения газов в инертной пористой среде:
а) отсутствия фильтрации; 0) выяужденной фильтрации;
в) эффект инверсии скорости волны.
3.Исследование теплодиффузионной, пространственной устой-
а)конденсированного вещества; 0) газов в пористой среде-.
Апробация работы.Результаты диссертации докладывались на научных семинарах кафедры газовой и волновой динамики Ш
лаборатории многофазных сред Тшенского научно-исследовательского института освоения Севвра(І99Іг), в отделах гидромеханики а математической реологии и фильтрации, и на всеобщем научном
Публикации. По теме диссертация опубликовано 9 печатны! работ.
Диссертация состоит нз введения. четырех глав заключения, список литературы из 102 наименованиа,
Объем и структура работы. Диссертация четырех глав заключения, 16 рисунков и I таблицы.