Влияние газодинамических процессов на развитие горения вблизи концентрационных пределов воспламенения

рячих продуктов горения в гравитационном поле обеспечивает дефор-

мацию отдельных элементов поверхности фронта пламени, формиро-

вание областей сдвигового течения и развитие гидродинамической не-

устойчивости на поверхности фронта пламени. Сложное нелинейное

взаимодействие выделенных газодинамических факторов приводит к

разрушению первичного фронта пламени и к созданию условий для

зарождения новых очагов воспламенения в нагретой частично проре-

агировавшей смеси. С уменьшением температуры при распаде фронта

реакции радикалы (промежуточные продукты реакции) не могут бо-

лее рекомбинировать, поддерживая насыщенный радикалами состав

смеси. Температура внутри термика поддерживается за счет диссипа-

ции кинетической энергии внутри области сдвигового течения. В слу-

чае стратификации водорода в условиях его аварийного выброса в

атмосферу под защитной оболочкой реактора АЭС при воспламене-

нии обедненной смеси, дальнейшее формирование и всплытие опи-

санной структуры (термика) может стать источником воспламенения

скопившейся выше стехиометрической смеси. В результате возникает

взрывное импульсное воздействие на оболочку с ее последующим раз-

рушением. В связи с этим представляется важным реализация специа-

лизированных экспериментов, направленных на определение условий

возникновения и характеристик описанных структур. С позиции их

теоретического анализа отметим, что описанные структуры не явля-

ются ни пузырями в обычном представлении (так как в данном случае

ничтожна роль поверхностного натяжения), ни многократно исследу-

емыми термиками от мощных источников тепловой энергии (так как

рассматриваемые процессы развиваются в областях достаточно малых

чисел Рейнольдса, менее 1000). Таким образом, вполне целесообра-

зен их дальнейший анализ. Это позволит расширить представления

о концентрационных и энергетических пределах воспламенения газо-

образных горючих смесей в условиях аварийного выброса горючего

компонента.

Работа выполнена в рамках комплексной программы научных ис-

следований Президиума РАН “Информационные, управляющие и ин-

теллектуальные технологии и системы”.

ЛИТЕРАТУРА

Mitigation

of Hydrogen Hazards in Severe Accidents in Nuclear Power Plants, IAEA-

TECDOC-1661, IAEA, VIENNA, 2011.

Auban O.

Zboray R.

Paladino D.

Investigation of large-scale gas mixing and

stratification phenomena related to LWR containment studies in the PANDA facility //

Nuclear Engineering and Design. Vol. 237. Iss. 4. P. 409–419.

Льюис Б.

Эльбе Г.

Горение, пламя и взрывы в газах. М.: ГИЛЛ, 1948. 448 с.

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2015. № 6