Гетерогенная детонация газовзвесей
АвторыФёдоров А.В.
ИздательствоНовосибирский ГТУ
Год издания2012
В монографии изложены теоретические основы, численные методы и результаты математического и численного моделирования процессов детонации в газовзвесях частиц органического или металлического топлива (на примерах частиц угольной пыли и частиц алюминия). Основные подходы для исследования динамических (ударно-волновых и детонационных) процессов в пылевзвесях базируются на уравнениях механики взаимопроникающих континуумов. Представлены уравнения, вытекающие из законов сохранения, замыкающие соотношения. Описание кинетических процессов проводится в рамках моделей приведенной кинетики горения частиц. Подробно изложены методы расчетов одномерных и двумерных течений, основанные на применении схем класса TVD (в том числе их модификаций для иерархии моделей механики: равновесных по скоростям или температурам), оригинального метода Джентри-Марти-на-Дэйли и технологии параллельных вычислений. Представлены и верифицированы по экспериментальным данным физико-математические модели воспламенения и детонации угольной пыли, детонации взвесей частиц алюминия в кислороде. В рамках одномерных стационарных и нестационарных течений проведен анализ структур плоских волн, особое внимание уделено роли релаксационных процессов межфазного взаимодействия. Большой интерес представляют разделы, касающиеся двумерных течений ячеистой детонации, распространения в объемах сложной геометрии и особенностей детонации в полидисперсных средах. Внимание уделяется сопоставлению с процессами газовой детонации и анализу присущих взвесям специфических свойств. Установлена зависимость размера ячейки от размера частиц и показано, что масштаб формирующейся ячеистой детонации определяется всеми протекающими процессами релаксации. Показано, что критические условия распространения при выходе гетерогенной детонации в свободное пространство существенно отличаются от детонации газовых сред, критические число ячеек может быть в несколько раз ниже. Определено влияние распределения частиц по размерам на характеристики детонации, описано и методами акустики обосновано свойство вырождения ячеистой детонации. Предельным проявлением свойства вырождения является устойчивое распространение плоской волны детонации в полидисперсных взвесях. В целом изложенные в монографии постановки задач, методы и результаты позволяют представить различные аспекты явления гетерогенной детонации в монодисперсных и полидисперсных газовзвесях. Монография может быть полезна для студентов, аспирантов и научных работников, связанных с теоретическими и прикладными исследованиями динамических процессов в реагирующих газовзвесях. ...
Загружено
2018-03-25