The Features of Interaction of Combustion Front with Flat Obstacles by the Example of the Flames of Methane‒Oxygen Mixes
It was shown that maximum pressure and maximum acoustic intensity are much greater for the obstacle with several openings as compared with the obstacle with single opening. It was shown that both minimum pressure of flame penetration and minimum diameter of an opening, through which the flame of the diluted methane-oxygen mix can penetrate decrease with an increase in the number of openings. Numerical calculations based on low Mach number approximation of the compressible reactive Navier – Stokes equations showed good qualitative agreement with experimental results. It was concluded that at assessment of a fire safety of the room or confinement with several openings one should not use the value of the minimum size of the single opening, because at an increase in the number of openings the size sufficient for flame penetration decreases
Экспериментально установлено, что максимальное давление и максимальная акустическая интенсивность намного больше для препятствий с двумя и тремя отверстиями, чем с одним центральным отверстием. Установлено, что как минимальное давление проникновения пламени так и минимальный диаметр отверстия, через которое может проникнуть пламя разбавленной метано-кислородной смеси при начальных давлениях до 200 Торр, уменьшаются с увеличением количества отверстий. Расчёты, проведённые на основе уравнений Навье ‒ Стокса для сжимаемой реагирующей среды в приближении малого числа Маха показали хорошее качественное согласие с результатами экспериментов. Приведённые результаты позволяют прийти к выводу, что при оценке пожарной безопасности помещения с несколькими отверстиями величину минимального размера единственного отверстия использовать не следует, потому что при увеличении количества отверстий размер отверстия, достаточный для проникновения пламени, уменьшается.
скоростная киносъемка, распространение пламени, турбулентность. газодинамические и кинетические особенности, метано-кислородная смесь, препятствия, отверстия
1. Gerlach C. , Eder AJordan., M. , Ardey N., Mayinger F. Advances in Understanding of Flame Acceleration for the Improving of Combustion Efficiency. In: Kakaç S., Bergles A.E., Mayinger F., Yüncü H. (eds) Heat Transfer Enhancement of Heat Exchangers. Nato ASI Series (Series E: Applied Sciences), 1999, 355. Springer, Dordrecht. 2. Jordan M., Ardey N. and Mayinger F. Influence of turbulence on the deflagrative flame propagation in learns premixed hydrogen mixtures. Available at: www.td.mw.tum.de/tum-td/de/forschung/pub/CD Mayinger/293.pdf 3. Ibrahim S.S. Masri A.R. and Loss J. Prev. in the Process Ind., 2001, V.14, P.213-218. 4. Hargrave G.K., Jarvis S.J., and Williams T.C. A study of transient flow turbulence generation during flame/wall interactions in explosions, Meas. Sci. Technol., 2002, V.13, P.1036-1088. 5. Gelfand B.E., Silnikov M.V., Medvedev S.P., Khomik S.V. Regimes of Supersonic Combustion: Detonation Waves. In: Thermo-Gas Dynamics of Hydrogen Combustion and Explosion. Shock Wave and High Pressure Phenomena. 2012, Springer, Berlin, Heidelberg. 6. Набоко И.М., Рубцов Н.М., Сеплярский Б.С., Цветков Г.И., Черныш В.И. Взаимодействие сферических пламён водородо-воздушных и метано-воздушных смесей с мелкоячеистыми препятствиями при центральном инициировании горения искровым разрядом//Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2012. Том 13, URL: http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2012-05-30-001.pdf 7. Рубцов Н. М., Виноградов А. Н., Калинин А. П., Родионов А. И., Родионов И. Д., Трошин К. Я., Цветков Г. И., Черныш В. И. Установление газодинамических и кинетических особенностей проникновения метано-кислородных пламён через препятствия путем использования 4D спектроскопии и скоростной киносъёмки//Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2016. Т.17, вып. 4. http://chemphys.edu.ru/issues/2016-17-4/articles/661/. 8. Chakraborty S., Mukhopadhyay A., Sen S. International Journal of Thermal Sciences, 2008, V.47, P.84-96. 9. Polezhaev V., Nikitin S. In 16th International Congress on Sound and Vibration, Kraków, Poland, 5–9 July 2009, P. 2-10. 10. Nickolai M. Rubtsov, The Modes of Gaseous Combustion, Heat and Mass Transfer, Springer International Publishing Switzerland, 2016, 290 P. 11. nano-poroshki.ru/ru/product/nikel-ni/ 12. Lewis B. and Von Elbe G. Combustion, Explosions and Flame in Gases, Academic Press, New York, London, 1987, 566 P. 13. Majda A. Equations for Low Mach Number Combustion, Center of Pure and Applied Mathematics, University of California, Berkeley, 1982, PAM-112. 14. Backstrom G. Simple Fields of Physics by Finite Element Analysis, GB Publishing, 2005.
