Влияние газодинамических процессов на развитие горения вблизи концентрационных пределов воспламенения

1 / 14

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА, ГОРЕНИЕ
И ВЗРЫВ, ФИЗИКА ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ
СОСТОЯНИЙ ВЕЩЕСТВА
DOI: 10.18698/1812-3368-2015-6-85-98
УДК 534.222.2
ВЛИЯНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА РАЗВИТИЕ
ГОРЕНИЯ ВБЛИЗИ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПРЕДЕЛОВ
ВОСПЛАМЕНЕНИЯ
М.Ф. Иванов, А.Д. Киверин , И.С. Яковенко
Объединенный институт высоких температур РАН,
Москва, Российская Федерация
e-mail: ;
Методами математического моделирования исследовано влияние газодинами-
ческих процессов на развитие горения в замкнутых объемах, которые запол-
нены низкоактивными газообразными топливно-воздушными смесями около-
критических составов, обеспечивающих воспламенение. Выделены физические
механизмы, определяющие развитие неустойчивости фронта пламени и фор-
мирование режимов с очаговым характером сгорания горючей смеси. Отдельно
отмечена роль плавучести горячих продуктов горения в поле силы тяжести
и в развивающейся при этом конвективной неустойчивости. Конвективная не-
устойчивость, с одной стороны, обеспечивает стратификацию несгоревшей
смеси и формирование обедненных областей, что препятствует полному сго-
ранию смеси, а с другой, может привести к формированию горячих термиков в
смесях докритического состава, что представляет особый интерес для целей
пожаро- и взрывобезопасности.
Ключевые слова: газодинамика горения, устойчивость горения, концентрацион-
ные пределы горения, прямое численное моделирование.
GAS-DYNAMIC PROCESSES INFLUENCE ON COMBUSTION
EVOLUTION CLOSE TO CONCENTRATION FLAMMABILITY LIMITS
M.F. Ivanov, A.D. Kiverin , I.S. Yakovenko
Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences,
Moscow, Russian Federation
e-mail: ;
The paper considers numerically the influence of gas-dynamic processes on
combustion propagation within the enclosed volumes filled with low active gaseous
fuel-air mixtures close to the concentration flammability limit. The authors identify
some physical mechanisms determining both the flame propagation instability and
the formation of modes with a cellular nature of flammable mixture combustion. Of
special interest is a buoyancy of hot combustion products in the gravity field, as well
as the convective instability being developed during this process. On the one hand,
the convective instability provides both the stratification of unburnt mixtures and
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2015. № 6 85