УДК 534.222.2
И в а н о в М. Ф., К и в е р и н А. Д.,
Г а л ь б у р т В. А.
ОБ ОДНОМ СПОСОБЕ УСКОРЕНИЯ
ПЕРЕХОДА ОТ ДЕФЛАГРАЦИИ К ДЕТОНАЦИИ
В ГАЗООБРАЗНЫХ ГОРЮЧИХ СМЕСЯХ
Приведены результаты исследований возможности ускорения рас-
пространения пламени путем дополнительного импульсного вло-
жения энергии вблизи фронта горения. Исследования проведе-
ны методами численного моделирования с использованием дву-
мерной гидродинамической модели горения предварительно пере-
мешанной горючей смеси с учетом теплопроводности, многоком-
понентной диффузии и химической кинетики. Рассмотрено рас-
пространение фронта горения в плоском канале, заполненном
стехиометрической водородно-воздушной смесью при учете вза-
имодействия фронта горения с пограничным слоем у стенок кана-
ла. Обнаружено значительное ускорение развития неустойчивости
Дарье–Ландау при воздействии на фронт пламени слабых ударно-
волновых возмущений. Этот эффект может быть одной из причин
быстрого перехода к детонации в газообразной горючей смеси.
Анализ условий инициирования детонации в горючей смеси — одна
из центральных задач при разработке перспективных детонационных
двигателей и при оценке взрывобезопасности работ с такими смесями.
В первом случае цель исследований — выработка эффективных мето-
дов управления переходом дозвукового горения в детонацию (ПГД) на
заранее установленных расстояниях в заданный момент времени. Для
задач безопасности главным является оценка интенсивности внешних
воздействий (ударно-волновых, тепловых и др.), способных привести
к несанкционированному взрыву. Хорошо известен прямой путь воз-
буждения детонации за счет интенсивного импульсного энерговложе-
ния в локальном объеме горючего газа [1]. В этом случае в распро-
страняющейся от места энерговложения ударной волне практически
сразу создаются условия, необходимые для самоподдерживающейся
экзотермической реакции. Эти же условия могут быть достигнуты и в
результате интенсификации газодинамических течений перед фронтом
горения. Так, хорошо известен способ возбуждения детонации путем
турбулизации среды [2, 3]. Еще одним механизмом, приводящим к ло-
кальному сжатию и разогреву горючей смеси, служит неустойчивость
Дарье–Ландау (ДЛ), в результате которой происходит искривление и
ускорение фронта пламени [4]. В этом случае фронт пламени играет
роль поршня, генерирующего в свежей смеси волну сжатия нараста-
ющей интенсивности. Однако, как показывают оценки, возникающая
ударная волна, если и приводит к ПГД, то только на достаточно боль-
ших расстояниях от места инициирования пламени (от трех и более
38
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2008. № 4
