Работа посвящена моделированию процессов горения в рабочих объемах узлов двигателей и тепловых установок. Используется реакторный подход, когда на основе уравнений движений или полуэмпирических моделей течений формируются размеры реакторов, на которые делятся рабочие объемы, а также тепло-массообменные характеристики между ними. Каждый реактор рассматривается как гомогенная зона с переменными параметрами (состав, температура, объем, давление), в которой протекают химические реакции. Изменение состава описывается уравнениями химической кинетики в экспоненциальной форме, а массообменные процессы (конвективные потоки, испарение, диффузия, конденсация и т.д.) отражаются в реакциях массообмена. Реакторный подход реализован в инвариантном программном комплексе NERCHIM с преобразованием символьных химических реакций в уравнения кинетики, и с их последующим интегрированием по методу Пирумова. Подробно изложены некоторые модели (реагирующие газожидкостные течения, процессы в соплах, горение распыленного угля), созданные на базе реакторного подхода, включая сравнение с экспериментальными данными и численные исследования.
1. Oran E.S. and Boris J.P., Numerical Simulation of Reactive Flow. Ed. Elsevier, New York, 1987. 2. Eaton A.M., Smooth L.D., Hill S.C. and Eatough C.N., Components, Formulations, Solutions, Evaluation and Application of Comprehensive Combustion Models. //Progress in Energy and Combustion Science 25, 1999, pp.387-436. 3. Jiang T.L. and Chiu Huei-Huang, Bipropellant Combustion in a Liquid Rocket Combustion Chamber. //Journal of Propulsion and Power, Vol. 8, No 5, 1992, pp. 995-1003. 4. Nieckele A.O., Naccache M.F. Gomes M.S.P., Carneiro, J.E and Serfaty R., Evaluation of Models for Combustion Processes in a Cylindrical Furnace. //ASME-IMECE, International Conference of Mechanical Engineering, New York, 2001. 5. Blom J.G. and Verwer J.G., A Comparison of Integration Methods for Atmospheric Transport-Chemistry Problems. //Journal of computational and Applied Mathematics, No 126, 2000, pp. 381-396. 6. Хохлов А.В., Цымбал А.Н., Гидаспов В.Ю., Стрельцов В.Ю., Численное моделирование горения в камерах кислородно-водородного ЖРД с учетом сопряженного теплообмена. // Тезисы V международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ-2004), Самара, Россия, 2004, стр. 196-197. 7. Kee R.J., Rupley F.M., Meeks E. & Miller J.A., CHEMKIN: A Software package for the analysis of gas-phase chemical and plasma kinetics. Sandia National Laboratories Report SAND96-8216, CA, 2000. 8. Jones W.P. and Lindstedt R.P., Global Reaction Schemes for Hydrocarbon Combustion. //Combustion and Flame, Vol. 73, No 1,3, 1988, pp.233-242. 9. Lindstedt R.P. and Maurice, L.Q., Detailed Chemical –Kinetic Model for Aviation Fuels. //Journal of Propulsion and Power, Vol. 16, No 2, 2000, pp. 187-195. 10. Foelsche R.O., Keen J.M., Solomon W.C., Buckley P.L. and Corporan E., Nonequilibrium Combustion Model for Fuel-Rich Gas Generators. //Journal of Propulsion and Power, Vol. 10, No 4, 1994, pp. 461-472. 11. Абрамович Г.Н., Теория Турбулентных Струй. М., Физматгиз, 1960, 716p. 12. Глебов Г.А., Теплообмен в турбулентном пограничном слое сжимаемого газа с градиентом давления. //в Сб. “Тепломассообмен-VI”, т.1, ч.2, Институт Тепломассообмена, Минск, 1980. 13. Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г., Курс химической кинетики. Москва, Изд. Высшая школа, 1969,432 стр. 14. Крюков В.Г., Наумов В.И., Демин А.В., Абдуллин А.Л., Тринос Т.В., Горение и течение в агрегатах энергоустановок. Москва, Янус-К, 1997, 304 стр. 15. Франк-Каменецкий Д.А., Диффузия и теплопередача в химической кинетике. Москва, Наука, 1988, 502 стр. 16. Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.П., Худяков В.И., Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания. Справочник Том 1, Москва, ВИНИТИ, 1971, 266 стр. 17. Gordon S., McBride B.J., NASA SP-273 Computer Program for Calculation of Complex Chemical Equilibrium Compositions, Rocket Performance, Incident and Reflected Shocks and Chapman-Jouguet Detonations. Washington, 1971, 245p. 18. Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.П., Худяков В.И., Костин В.Н., Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания. Справочник Том 3, Москва, ВИНИТИ, 1973, 623 стр. 19. Burcat A., Third Millennium Ideal Gas and Condensed Phase Thermochemical Database for Combustion. Technion Aerospace Engineering (TAE) Report # 867 January, Faculty of Aerospace Eng. Technion – Israel Institute of Technology, 2001. 20. Камзолов В.И., Пирумов У.Г., Расчет неравновесных течений в соплах. //Изв. АН СССР, Механика жидкости и газа, 1966, No 6, стр. 25-33. 21. Press, W. H.; Flinnery, B. P. and Vetterling, W. T., et al. Numerical Recipes in C: The art of scientific equation models by polynomial approximation. New Jersey: Prentice-Hall, 1988, 735p. 22. Крюков В.Г., Исхакова Р.Л.,Заболоцкая И.А.П., Расчет эмиссии вредных веществ, используя детальные механизмы реакций. //Труды I – го Международного Конгресса MERCOFRIO-98, Порту-Алегро, Бразилия, 1998, 6 стр. (на португальском языке). 23. LEEDS Reaction Kinetics Database. School of Chemistry, University of Leeds, 2000. 24. Белов Г.В., Иориш В.С., Юнгман В.С., Моделирование равновесных сосотояний термодинамических систем с использованием IVTANTERMO для Windows. //Теплофизика высоких температур, т. 28, No 2, 2000, стр. 191-196. 25. Мошкин Е.К., Нестационарные режимы работы ЖРД. М., Машиностроение, 1997, 336 стр. 26. Priem P.J., Heidmann M.F., Propellant vaporization as a design criterion for rocket-engine combustion chambers. NASA Technical Report, R-67, 1960. 27. RosnerD.E. and Chang W.S., Transient Evaporation and Combustion of a Fuel Dropter Near its Critical Temperature. //Combustion Science and Technology, Vol.7, 1973, pp. 145-158. 28. Основы практической теории горения. Под ред. Померанцева В.В, Ленинград, Энергоатомиздат, 1986, 312 стр. 29. Sirignano W.A., Delplanque J.P., Transcritical Vaporization of Liquid Fuels and Propellants. //Journal of Propulsion and Power, Vol. 15, No 6, 1999, pp.896-902. 30. Daou J., Haldenwang P., Nicoli C., Supercritical Burning of Liquid Oxygen Droplet with Detailed Chemistry. //Combustion and Flame, Vol. 101, No 1-2,1995, pp.153-169. 31. Дрегалин А.Ф., Зенуков И.А., Крюков В.Г., Наумов В.И., Математическое моделирование высокотемпературных процессов в энергоустановках. Казань, КГУ, 1985, 264 стр. 32. Варгафтик И.Б., Справочник по Теплофизическим Свойствам Газов и Жидкостей. Москва, Гос. Изд-во Физ-Мат. Литературы, 1963, 708 стр. 33. Кондратьев В.Н., Константы Скорости Газофазных Реакций. Справочник, М., Наука, 1974, 512 стр. 34. Аравин Г.С., Власов П.А., Карасевич Ю.К. и др., Исследование механизма химической ионизации при высокотемпературном окислении метана в ударных волнах. //Физика горения и взрыва, No 1, 1982, стр. 49-57. 35. Calcote H.F., Mechanisms of Soot Nucleation in Flames. Combustion and Flame, No 42, 1981, pp. 31-37. 36. Бакиров Ф.Г., Захаров В.М., Полещук И.З., Шайхутдинов З.Г., Образование и выгорание сажи при сжигании углеводородных топлив. М., Изд. Машиностроение,1989, 128стр. 37. Пирумов У.Г., Росляков Г.С., Газовая динамика сопел. Москва, Наука, Гл. Изд. Физ-Мат. Литературы, 1990, 368 стр. 38. Тишин А.П., Волков В.А., Гурова Л.П., Расчет параметров двухфазного течения в соплах Лаваля. Программа ОФАП, рег. No 700, 1979. 39. Рычков А.Д., Численные исследования двухфазных течений в осесимметричных соплах Лаваля с учетом коагуляции и дробления. // Изв. АН СССР, МЖГ, No 1, 1980, стр. 82-90. 40. Рычков А.Д., Математическое моделирование газодинамических процессов в соплах. Наука, Новосибирск, 1988. 41. McCormack R.W., Baldwin B.S., A Numerical Method for Solving the Navier-Stokes Equations with Application to Shock-Boundary Layer Interactions. AIAA Paper, 75-1, Pasadena, California, 1975. 42. Авдуевский В.С., Метод расчета пространственного турбулентного пограничного слоя в сжимаемом газе. Изд. АН СССР, Механика и Машиностроение, No 4, 1962, стр. 3-12. 43. Plynn J. P., Lane G.A. & Plomer G.G., Plasticized nitrocellulose propellant composition containing aluminum hydride and nitronium perchlorate. Adamas Carbide Corp. 1965. 44. Nack H., Litt R.D., Kim B.C., Tumolo R., Coffering Coal with Waste Material. //Coal Combustion Congresses, Peking, China, 1988, pp. 452-459. 45. Tang B., Ohtake K., Computer Simulation and NO Formation in Pulverized-Coal Combustion. //Proceedings of Coal Combust. Science and Technology of Industrial and Utility Applications, Ed. Hemisphere Publishing Corporation, 1988, pp. 199-206. 46. Hayhurst A.N., Lawrence A.D., The Amounts of NOx and N2O Formed in a Fluidized Bed Combustor during the Burning of Coal Volatile and also of Char. //Combustion and Flame, 105, 1996, pp. 341-357. 47. Knöbig T., Werther J., Amand L.E., Leckner B., Comparison of Large and Small Scale Circulating Fluidized Bed Combustors with Respect to Pollutant Formation and Reduction for Different Fuels. //Fuel, Vol. 77, No 14, 1998, pp. 1635-1642. 48. Kobayashi H. ,Howard J.B., Sarofim A.F., Coal Devolatilization at High Temperatures. // Proceedings of 17 th Inter. Symp. on Combustion, The Combustion Institute, 1976, pp. 411-425. 49. Monson R.C., Germane G. J., Blackham A. U., Smoot, L. D., Char Oxidation at Elevated Pressures. // Combustion and Flame, No 100, 1995, pp. 669-683. 50. Veras C.A.G., Carvalho Jr.J.A., Saastamoinen J.J., Effect on Pressure on Single Particle Combustion Rate. //Proceedings of 6-th Brazilian Congress of Engineering and Thermal Sciences, Florianopolos -SC, Brazil, 1996, pp. 225-230. 51. Costa V.J., Krioukov V.G, Maliska C.R., Pulverized Coal Combustion and Its Interaction with Moisture. //Proceedings of NHTC-35 th National Heat Transfer Conference, June 10 – 12, California, 2001, 8p. 52. Costa V.J., Mathematical Model for Pulverized Coal Combustion. Thesis of Ph.D., University of Santa Catarina, Brazil, 2002, 191p. 53. Jost M E., Leslie I., Kruger C., Reactivity of Pulverized Coal in an Oxidizing Environment. //20 Symposium International on Combustion, The Combustion Institute, 1984, pp. 1531-1537. 54. Visona S.P., Stanmore B.R., Modeling NO x Release from a Single Coal Particle I. Formation of NO from Volatile Nitrogen. //Combustion and Flame, 105, 1996, pp. 92-103. 55. Westbrook C.K., Dryer F.L., Chemical Kinetic Modeling of Hydrocarbon Combustion. //Progress Energy Combustion Sci, Vol. 10, No 10, 1984, pp. 1-57. 56. Физико-химические процессы в газовой динамике. Компьютиризованный справочник в 3-х томах, т. 1: Динамика физико-химических процессов в газе и плазме. Под ред. Черного Г.Г., Лосева С.А., Москва, Изд. МГУ, 1995, 350 стр. 57. Крюков В.Г., Тринос Т.В., Численные исследования химически-неравновесных течений в сверхзвуковых соплах. //Труды XIV Конгресса инженеров-механиков, Сан Пауло, Бразилия, 1997, 10 стр. (на португальском языке).
