Рис. 3. Эволюция водородно-кислородного пламени, распространяющегося
от точечного источника, вблизи одного из торцов в канале длиной 0,3 м и
шириной 10 мм. Изолинии концентрации, отвечающие положению фронта
пламени, соответствуют временн ´ым интервалам 20 мкс:
1
— интенсивное возмущение фронта пламени встречными отраженными ударными
волнами;
2
и
4
— выравнивание фронта встречными ударными волнами;
3
—
развитие неустойчивости Рихтмайера–Мешкова на фронте пламени
Для сравнения на рис. 3 изображена эволюция фронта водородно-
кислородного пламени, существенно отличающаяся от приведенной
на рис. 2. Различие в форме фронта пламени в данном случае вызвано
только различным заданием начальной зоны воспламенения. В слу-
чае, когда горение распространяется от источника на оси канала (см.
рис. 3), имеет место более мягкое взаимодействие фронта пламени с
боковыми стенками канала по сравнению со случаем продвижения
вдольстенки изначально плоского фронта (см. рис. 2), и возмущение
высоких гармоник возникает только на стадии торможения потока.
Проведенный анализ и результаты, представленные на рис. 2, 3, по-
казывают значительное влияние пристеночного торможения потока
на характер распространения пламени, что предполагается в трубах
средней ширины.
Из рис. 2 можно заключить, что с увеличением ширины канала
влияние пограничного слоя снижается, сменяясьвозрастающим воз-
действием на пламя поперечных акустических волн, отражающихся
от боковых стенок и фронта пламени и создающих устойчивые корот-
коволновые возмущения на фронте. Это приводит к усилению флукту-
аций скорости распространения пламени, особенно на конечной ста-
дии процесса, как это видно на рис. 4 для широкого канала (25 мм).
Из рис. 4 следует, что амплитуды колебаний скорости на оси канала
в несколько раз превосходят среднюю скорость пламени. Амплитуды
флуктуаций скорости на стенках канала в этом случае еще больше
и могут достигатьв ряде случаев 100 м/с и более. Из сопоставле-
ния представленных на рис. 4 изменений скорости фронтов пламе-
ни в водородно-воздушной смеси при продвижении их вдольсред-
него и широкого каналов видно, что в среднем канале на начальной
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2010. № 1
33
