ние, направленное снизу вверх. При концентрации водорода, равной
8%, пиковое давление в камере достигало 2 атм и распространялось
вначале вверх и горизонтально, а затем и вниз. Когда концентрация
водорода достигала 10%, пиковое давление в камере увеличивалось
до 3,2 атм, а пламя распространялось уже изотропно и наблюдалось
полное сгорание смеси.
В настоящее время является общепринятым и приводится в фун-
даментальных монографиях и обзорах (например, [16, 26]) значе-
ние нижнего концентрационного предела воспламенения, равное
С
min
= 4
% водорода при нормальных условиях для свежей смеси.
Представленная величина является фактически некоторым принятым
характерным значением. Как было показано выше на примере работы
[25], результаты реальных физических измерений напрямую зависят
от условий проведения экспериментов и отличаются от принятых
4%. Зависимость нижнего концентрационного предела от постанов-
ки экспериментов подтверждается и в официальном отчете МАГАТЭ
[1]. Эксперименты, проводимые в больших объемах, дают несколько
меньшее значение порога воспламенения [16]. Порог воспламенения
уменьшается с ростом температуры и возрастает с ростом давления
водородно-воздушной смеси [16]. В принципе, возможны и другие,
еще не рассмотренные ситуации, приводящие к отклонениям нижнего
порогового значения от принятых 4%.
В большинстве экспериментальных работ для интерпретации ре-
зультатов, как правило, дополнительно проводились расчеты адиаба-
тического равновесного давления при постоянном объеме [2, 25, 26].
Совпадение измеренных и расчетных значений давления позволяло
определить концентрационный предел, при котором горение захваты-
вало весь объем камеры. В экспериментах [25] такое совпадение на-
блюдалось при концентрации водорода 10% и выше. При меньших
концентрациях водорода в смеси рассчитанные и измеренные зна-
чения давления значительно расходились. Этот результат достаточно
очевиден, так как при концентрациях водорода, меньших полученного
10%-ного предела, процесс, как показали эксперименты, не являлся
равновесным. Для получения более детальной картины воспламене-
ния водородно-воздушных смесей были проведены расчеты горения
бедных смесей на основе полной системы уравнений газовой динами-
ки горения, описанной в следующем разделе данной работы.
Среди собственных характеристик горения, определяющих кри-
терий воспламенения, ведущим параметром является время индук-
ции. Расчетное значение этой характеристики зависит от выбранной
модели кинетики химических превращений промежуточных ради-
калов. Для бедных смесей, когда температура на начальной стадии
96
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2013. № 1
