Математическое моделирование вынужденного воспламенения газовоздушной смеси при расчете поражающих факторов аварийных взрывов

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

А.В.Чернай, д-р физ.-мат. наук, проф., Государственное высшее учебное заведение «Национальный горный университет», г.  Днепр, Украина, e‑mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Н.Н.Налисько, канд. техн. наук, доц., Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», г. Днепр, Украина, email: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">0507544273@mail.ru

Abstract:

Цель. Выбор и обоснование метода расчета параметров зажигания газовых смесей нагретым телом, расчет параметров и оценка достоверности выполнения установленных критериев инициирования для газового взрыва.

Методика. Математическое моделирование, численный эксперимент, анализ и обобщение результатов.

Результаты. Выполнена постановка задачи нестационарной теплопроводности о нахождении температурного распределения в тепловом слое, вблизи источника зажигания газовоздушной смеси. Определены граничные условия для сферического источника зажигания. Для решения задачи предложено использовать метод интегрального теплового баланса, в котором уравнение теплопроводности заменялось интегралом теплового баланса. Решение такого уравнения ищется в виде многочлена второй степени, т. е. искомый профиль температуры в тепловом слое представляется в виде квадратичной параболы. В результате получено уравнение параболы в виде зависимости температуры от координаты, времени, теплоемкости и теплоприхода от источника зажигания. Это решение позволило определить тепловой эффект реакции окисления метана и на этой основе показать сходимость численного метода с результатами аналитического решения.

Научная новизна. На основе тепловой теории зажигания и квазистатического подхода получено аналитическое решение задачи методом интегрального баланса, нестационарного распределения температуры в тепловом слое вблизи источника зажигания газовоздушной смеси. Определен тепловой эффект реакции окисления метана вблизи источника зажигания и показана сходимость численного метода расчета параметров распространения ударных воздушных волн с результатами аналитического решения в части выполнения критерия зажигания.

Практическая значимость. Полученное решение позволяет выполнить анализ точности вычислительного процесса методики численного расчета газодинамических параметров распространения ударных воздушных волн в части инициирования горения и взрыва газовоздушных смесей. Выполненный анализ точности вычислительного процесса позволяет применять численный метод в практических расчетах нахождения безопасных расстояний от очагов взрыва при ликвидации или прогнозировании последствий аварийных ситуаций.

References/Список літератури

1. Golinko, V. I., Alekseienko, S. A. and Smolanov, I. N., 2011. Avariino-spasatelnyie raboty v shakhtakh [Rescue works in mines]. Dnipropetrovsk: Lira.

2. Totai, A. V., Kazakov, O. G. and Radkova, N. O., 2013. Teoriia goreniia i vzryva [The theory of combustion and explosion]. Moscow: Urait Publishing House.

3. Chernai, A. V., Nalisko, N. N. and Derevianko, A. S., 2016. The kinetics of oxidation of methane with oxygen and its role in the formation of explosive air waves in mine workings. Naukovyi Visnyk Natsionalnohо Hirnychoho Universytetu, No. 1, pp. 63–69.

4. Tkachuk, A. N. and Shevkunenko, V. A., 2009. Mathematical modeling of the explosion of a gas mix ture within the impermeable shell explosion. Naukovi pratsi DonNTU. Seriia: Hirnycho-elektromehanichna, Vol. 17, pp. 245–255.

5. Tropin, D. A. and Fiodorov, A. V., 2015. Physical and mathematical modeling of ignition and burning of silane in passing and reflected blow-waves. Fizika goreniya i vzryva, No. 4, pp. 37–45.

6. Polandov, Yu. Kh., Barg, M. A. and Babankov, V. A., 2012. On one embodiment, reducing the explosion pressure in the multi-pass gas furnaces. Pozharovzryvobezopasnost, No. 11, pp. 41–47.

7. Sobolev, V. V., Chernai, A. V., Iliushin, M. A. and Zhytnik, N. E., 1994. The method of producing the mechanical pulse loading based on the laser-blasting explosive compositions of coatings, Fizika goreniya i vzryva, No. 2, pp. 67–73.

8. Pozdeiev, S. V., 2011. Mathematical modeling of thermal processes in the firing furnace at a fire test jelly zobetonnoy columns. Industrial hydraulics and pneumatics, No. 1, pp. 19–27.

9. Belikov, A. S., Shalomov, V. A., Statsenko, Yu. F. and Korzh, E. N., 2015. Mathematical modeling of thermal processes in the firing furnace at a fire test jelly zobetonnoy columns, Stroitelstvo, materialovedeniie, mashinostroieniie. Seriia bezopasnost zhiznedeiatelnosti, Vol. 83, pp. 34–39.

Files:
05_2016_Chernai
Date 2016-11-15 Filesize 629.92 KB Download 345

Посетители

3480004
Сегодня
За месяц
Всего
36
830
3480004

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Архив журнала по выпускам 2016 Содержание №5 2016 Экологическая безопасность, охрана труда Математическое моделирование вынужденного воспламенения газовоздушной смеси при расчете поражающих факторов аварийных взрывов