Рис. 1. Изменение давления на переднем торце канала длиной
L
пригорени
водородно-воздушной смеси(
а
) и усредненные по быстрым осцилляциям
скоростифронта водородно-воздушного пламенив каналах различной длины
L
(
б
):
1, 2, 3, 4
— соответственно
L
= 0
,
125
,
0
,
250
,
0
,
500
и
1
,
0
м
давления высокочастотные осцилляции вызваны воздействием слабых
волн сжатия, которые можно считатьакустическими. Аналогичные ко-
лебания той же физической природы наблюдаются на временн ´ом ходе
мгновенных скоростей фронта пламени. Однако их амплитуда зна-
чительно больше, и поэтому, чтобы чрезмерно не усложнять график,
они не приведены на рис. 1,
б
. Волны возникают в области энерго-
выделения и далее отражаются от торцов канала и фронта пламени.
Воздействие волн как на торец, так и на фронт пламени резко усилива-
ется, а их амплитуды возрастают при приближении пламени к проти-
воположному торцу канала, что совпадает с результатами численных
расчетов, приведенными в [7]. Нетрудно видеть, что усредненные зна-
чения давления и скорости фронта в конце процесса для каналов с
наибольшей длиной хорошо совпадают со значениями, рассчитанны-
ми по формулам (1) и (3) соответственно. При этом расчетное значение
скорости хорошо согласуется с результатами численного моделирова-
ния, если принятьза аппроксимационную формулу для описания хи-
мической кинетики реакцию второго порядка. С уменьшением длины
канала максимально достижимое давление незначительно снижается.
Это объясняется тем, что в случае коротких каналов за время про-
хождения пламенем всей длины канала полное догорание смеси не
успевает произойти, поэтому температура и давление продуктов горе-
ния еще не достигают максимальных значений.
Для практически малозначимого случая слишком коротких каналов
(
L
500
l
0
≈
0
,
025
м) расчеты показали монотонную убыльскорости
распространения пламени, наблюдаемую сразу после начальной ста-
дии возгорания, при которой скоростьпламени достигает значения,
28
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2010. № 1
