Численное моделирование инициирования детонации в керосино-воздушной газокапельной смеси падающей ударной волной

Авторы

Гидаспов В. Ю.^*, Москаленко О. А.^**

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: gidaspov@mai.ru
**e-mail: moskalenko-o@yandex.ru

Аннотация

В работе исследуется процесс инициирования детонации газокапельной смеси керосина с воздухом падающей ударной волной в модельной ударной трубе. Разработана упрощенная физико-математическая модель процесса. Капли углеводородного горючего считаются однокомпонентными, учитываются процесс испарения горючего и газофазные химические превращения. Исследуется влияние массовой доли капель на процессы образования и распространения детонационной волны в канале.

Ключевые слова

численное моделирование, углеводородные топлива, химические реакции, фазовые переходы, горение, детонации

Библиографический список

1. Сполдинг Д.Б. Основы теории горения. — М.: Госэнергоиздат, 1959. — 320 с.

2. Дрегалин А.Ф., Зенуков И.А., Крюков В.Г., Наумов В.И. Математическое моделирование высокотемпературных процессов в энергоустановках / Под ред. В.Е. Алемасова. — Казань, Изд-во Казанского университета, 1985, — 263 с.

3. Вопросы использования детонации в технологических процессах / Под ред. В. Ф. Митрофанова — Новосибирск, СО АН СССР, 1986. — 143 с.

4. Ждан С.А. Модели нестационарных детонационных волн в газокапельных средах и проблема инициирования // Сборник трудов «Механика реагирующих сред и ее приложения». Новосибирск, Наука, 1989. С. 96-106.

5. High-Speed Deflagation and Detonation: Fundamentals and Control [Edited by G.D.Roy, S.M.Frolov, D.W.Netzer and A.A.Borisov], Moscow, ELEX-KM Publishers, 2001, 384 p.

6. Варнатц Ю., Маас У., Диббл Р. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ. — М.: Физматлит, 2003.-352 с.

7. Митрофанов В.В. Детонация гомогенных и гетерогенных систем.- Новосибирск, Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, 2003. — 200 с.

8. Фролов С.М., Басевич В.Я. Горение капель / Под ред. Ю.В.Полежаева. -М.: Энергомаш, 2006. С. 130-159.

9. Пирумов У.Г. Математическое моделирование в проблемах охраны воздушного бассейна.- М.: Изд-во МАИ, 2001.-340 с.

10. Гидаспов В.Ю., Карпов А.А. Численное исследование динамики аэрозоля в задаче о загрязнении верхней атмосферы // Математическое моделирование. 1999. Т.11. № 2. С. 65-73.

11. Гидаспов В.Ю., Стрельцов В.Ю. Исследование влияния капель распыленной воды на воспламенение и детонацию водородо-воздушной смеси // Математическое моделирование. 2004. Т. 16. № 6. С.123-126.

12. Волков В.А., Гидаспов В.Ю., Пирумов У.Г., Стрельцов В.Ю. Численное моделирование течений реагирующих газокапельных и газовых смесей в экспериментах по воспламенению метанола // Теплофизика высоких температур. 1998. Т. 36. № 3. С. 424-434.

13. Гидаспов В.Ю., Москаленко О.А., Пирумов У.Г. Численное моделирование стационарных детонационных волн в газовых и газокапельных реагирующих смесях // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 2. С. 51-61.

14. Гидаспов В.Ю. Численное моделирование стационарных детонационных волн в смеси частиц алюминия с воздухом // Труды МАИ, 2011, № 49: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=28605&PAGEN_2=3

15. Гидаспов В.Ю., Москаленко О.А., Пирумов У.Г. Численное моделирование стационарных волн горения и детонации в керосино- воздушной горючей смеси // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 1. С. 169-177.

16. Мосолов С.В., Сидлеров Д.А., Пономарев А.А. Сравнительный анализ особенностей рабочего процесса в камерах сгорания ЖРД со струйно-струйными и струйно-центробежными форсунками на основе численного моделирования // Труды МАИ, 2012, № 59: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=34989

17. Сидлеров Д.А., Пономарев А.А. Численное моделирование режимов испарения и горения капельных струй топлива в камерах сгорания жидкостных ракетных двигателей // Труды МАИ, 2014, № 77: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=53138

18. Теплофизические свойства некоторых авиационных топлив в жидком и газообразном состояниях / Под ред. Н.Б.Варгафтика. — М.: Оборонгиз, 1961. — 162 с.

19. Дубовкин Н. Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. — 288 с.

20. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. — М.: Физматгиз, 1963. −708 с.

21. Жоров Ю.М. Моделирование физико-химических процессов нефтепереработки и нефтехимии. — М.: Химия, 1978. — 376 с.

22. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. — Л.: Химия, 1982. — 592 с.

23. Большаков Г. Ф. Физико-химические основы применения топлив и масел. — Новосибирск, Наука, 1987. — 209 с.

24. Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. — М.: Наука, 1978. — 328 с.
25. Басевич В.Я., Фролов С.М. Глобальные кинетические механизмы, использующиеся при моделировании многостадийного самовоспламенения углеводородов в реагирующих течениях // Химическая физика. 2006. Т. 25. № 6. С. 54-62.

Скачать статью