Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Сопряженные и нестационарные задачи механики реагирующих сред - Гришин А.М.

Гришин А.М., Фомин В.М. Сопряженные и нестационарные задачи механики реагирующих сред — Н.: Наука, 1984. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): sopryagennieinestacionniezadachi1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 111 >> Следующая


188 Поэтому с увеличением проницаемости фронт горения раньше «чувствует» приближение правого непроницаемого торца, и переход конвективного горения в послойное происходит раньше, чем при Kn = 3,6 • IO-16 м2 (сравни кривую 5 и кривые 1—4 на рис. 24).

Таким образом, предложенная модель тепло- и массо-переноса в реагирующих средах выгодно отличается от моделей, предложенных в [8, 9, 12], тем, что позволяет успешно осуществлять математическое моделирование конвективного горения конденсированных веществ и, кроме того, определять характеристики воспламенения и потухания.

§ 5.2 ВЛИЯНИЕ ФИЛЬТРАЦИИ ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ НА ЗАЖИГАНИЕ РЕАГЕНТА ЛУЧИСТЫМ ТЕПЛОВЫМ ПОТОКОМ

Реагирующее вещество может воспламениться при его нагревании лучистым тепловым потоком. Предположим, что на поверхность реагирующего вещества от внешнего источника излучения падает тепловой поток qw. Будем считать, что в каждый момент времени величина этого потока определяется в соответствии с законом Стефана — Больцмана. Пусть при этом в реагирующем веществе протекает одна необратимая химическая реакция v1A->- v2B, где А — символ исходного конденсированного вещества, а В— символ конечного газообразного продукта. Определим условия и время зажигания. Математически данная задача сводится к решению системы уравнений (5.1.1) — (5.1.6) с учетом того факта, что среда двухфазна (конденсированный продукт отсутствует). Поэтому всем параметрам исходного вещества будут приписываться индекс 1, а параметрам газообразного продукта реакции — индекс 2. Соответствующую систему уравнений необходимо решать с учетом следующих начальных и граничных условий [13]:

РІт=о = Рн, фг1т=0 = фш (І= 1,2), Hx=O = У I у-OO = —Ун,

и |т=0 = Щ-* оо = 0, (5.2.1)

(PVaa)Iv=O=-M^--Pe), ХЭ = -ea[(l + ?^)4-(l + ?^)4].

uUlyz=O

(5.2.2)

Здесь JX g — Ow Ui

Р^СрЛі — безразмерный коэффициент мас-сообмепа, OLm — коэффициент массообмена, о= oTT\ErJ\R — безразмерная постоянная Стефана — Максвелла, є — коэффициент черноты, а остальные обозначения те же, что

189 и в § 5.1, индекс е приписывается характеристикам внешней среды.

Граничные условия (5.2.2) следуют как частный случай из условий, полученных в § 3.4. В частности, первое из соотношений (5.2.2) представляет собой закон сохранения массы газовой фазы на границе раздела сред. Во избежание решения сопряженной задачи, учитывающей изменение термодинамических параметров как в самом образце пористого реагирующего вещества, так и в объеме газа, примыкающем к нему, было сделано предположение о том, что выдув газообразных продуктов горения твердого реагента пропорционален разности P —Pe давлений на поверхности образца Pw и внешней среды Pe. Такое предположение использовалось ранее в теории фильтрации грунтовых вод [14].

Краевая задача (5.1.1)-(5.1.6), (5.2.1), (5.2.2) решалась численно итерационно-интерполяционным методом. Расчеты проводились при следующих значениях теплофизических и термокинетических параметров: при изменении ф2 от 0,05 до 0,15 начальная проницаемость изменялась в пределах IO-6— 10~2 дарси [6], теплофизические коэффициенты Xi = = 0,302 Вт/(м • град), CPi = 1257 Дж/(кг • град), термокинетические постоянные E = 117,6 кДж/(моль • град), qK0 = =4,2-1017 ДжЛкг-град) и характерная температура зажигания T* = 550К взяты для пороха H из работ [15—17]. При этих данных характерные время ==8,6-10-3 с и размер г* =3,5-10-3 см. Величина Te подбиралась такой, чтобы gw = 8,4 • IO4 Вт/м2, что согласуется с экспериментальными данными работ [16, 17].

На рис. 26 представлены поля давления, температуры, скорости фильтрации и объемной доли исходного компонента для двух моментов времени: ^ = 92(2),^ = 202(2), которые соответствуют моментам прогрева и воспламенения реагента. Эти кривые получены при следующих значениях безразмерных критериев подобия: ? = 0,04, у = 0,01, va = 11,4, фгн = 0,05, Tig = 5,8 - IO-4. Как показывает анализ рис. 26, б, Visi (безразмерная температура па поверхности образца пороха) возрастает. Интересно, что температурная кривая Vw(т) имеет точку перегиба (см. кривую 3 на рис. 26, г), а максимум температуры все время реализуется иа поверхности образца пороха.

В качестве условия зажигания примем условие быстрого роста Эо(т), а время зажигания будем определять из соотношения

a\ dT2

= о, (5.2.3)

T=T*

190 Рис. 26.

где Tjfj — время зажигания.

Математические эксперименты иа ЭВМ показали, что критерий (5.2.3) выполняется, если v^ = 1. Время зажигания, определенное из последнего условия, практически не отличается от Tjjj, найденного по условию (5.2.3).

Типичная кривая, соответствующая зажиганию реагента, представлена иа рис. 26, г (см. кривую 3). Резкий рост 6(т) -обусловлен тепловыделением от химической реакции. Любопытно, что при т < T3 начальное давление в порах Pn = = 10 бар меньше, чем давление в окружающей среде Pe = = 150 бар и горячий газ фильтруется в глубь образца, а при т > т3, наоборот, давление внутри образца превышает Pe и наблюдается истечение продуктов газификации во внешнюю среду (см. рис. 27, в). Поэтому воспламенение реагента в данном случае можно назвать зажиганием при фильтрации нагретых продуктов горения из внешней среды (зажиганием в режиме принудительного вдува).
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 111 >> Следующая