волны (см. рис. 6) полностью определяется особенностями воспламе-
нения в смесях различного состава.
Заключение.
Результаты вычислительных экспериментов показа-
ли, что 4%-ная молярная доля водорода определяет нижний предел
возникновения цепной экзотермической реакции окисления водорода
в водородно-воздушной смеси при нормальных условиях и темпера-
туре поджига порядка 1200 K. Однако такая концентрация не способ-
на обеспечить самоподдерживающуюся реакцию и, следовательно, не
является по определению нижним пределом воспламенения. Реакция в
этом случае затухает при удалении от места поджига. При дальнейшем
увеличении молярной доли водорода в однородной среде возникает
неустойчивое горение. Самоподдерживающееся устойчивое распро-
странение пламени получено только при достижении концентрации
водорода
10
%, что близко к результату, указанному в [1]. Приведен-
ные критерии, однако, играют роль только для однородных по концен-
трации смесей. При наличии неравномерного в объеме распределения
концентрации инициирование реакции в области, заполненной сме-
сью, с концентрацией водорода ниже предела воспламенения, может
тем не менее привести к инициированию волны горения в более бо-
гатой смеси, что обеспечивает воспламенение, как это показано на
рассмотренном примере воспламенения неоднородной смеси.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундамен-
тальных исследований, грант РФФИ 11-08-00839-а.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. M i t i g a t i o n of hydrogen hazards in severe accidents in nuclear power plants.
IAEA-TECDOC-1661, IAEA, Vienna, 2011.
2. F e r n a n d e z - G a l i s t e o D., S a n c h e z A. L., L i l i a n A., W i l l i -
a m s F. A. One-step reduced kinetics for lean hydrogen-air deflagration // Combust.
Flame. – 2009. – Vol. 156. – P. 985–996.
3. И в а н о в М. Ф., К и в е р и н А. Д., Г а л ь б у р т В. А. Об одном способе
ускорения перехода от дефлаграции к детонации в газообразных горючих сме-
сях // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. // – 2008. –
№ 4. – C. 38–45.
4. И в а н о в М. Ф., К и в е р и н А. Д., Р ы к о в Ю. В. Особенности распро-
странения пламени в замкнутых объемах // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Сер. Естественные науки. – 2010. – № 1. – C. 21–38.
5. В а р н а т ц Ю., М а а с У., Д и б б л Р. Горение. – М.: Физматлит, 2003. –
351 c.
6. M c B r i d e B. J., G o r d o n S., R e n o M. A. Coefficients for calculating
thermodynamic and transport properties of individual species // NASA Technical
Memorandum 4513. – 1993. – 89 p.
7. Б е л о ц е р к о в с к и й О. М., Д а в ы д о в Ю. М. Метод крупных частиц в
газовой динамике. Вычислительный эксперимент. – М.: Наука, 1982. – 392 с.
8. L i b e r m a n M. A., I v a n o v M. F., P e i l O. E., Va l i e v D. M., E r i k s -
s o n L. -E. Numerical modeling of the propagating flame and knock occurrence
in spark-ignition engines // Combust. Sci. and Tech. – 2005. – Vol. 177. – No 1. –
P. 151–182.
106
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2013. № 1
