Аномальное распространение пламени в горючих газовзвесях

подхода к этому элементу пламени, поглощающему нагреваемую излу-

чением среду. Время поглощения излучения частицами должно быть

больше, чем больше длина пробега излучения. Однако, чем выше тем-

пература газа перед фронтом пламени, тем быстрее скорость фронта.

Этот саморегулирующийся процесс в результате приводит лишь к не-

значительному приросту скорости горения 10. . .15 %, независимо от

длины пробега излучения [19]. Таким образом, в газовзвеси с равно-

мерно распределенными частицами поглощение частицами теплового

излучения является второстепенным фактором, незначительно влияю-

щим на стабилизацию пламени микрочастицами.

Излучение начинает играть важную роль в условиях существенно

неоднородного распределения частиц. Пусть в области протяженно-

стью

в газовой смеси концентрация частиц настолько мала, что

длина пробега излучения составляет несколько метров. На расстоянии

от пламени доля частиц в газовзвеси начинает возрастать настоль-

ко, что длина поглощения сокращается до нескольких сантиметров,

или долей сантиметров. Можно предположить, что в относительно

“чистом” газообразном горючем есть облака частиц значительной кон-

центрации. Тогда излучение будет непосредственно поглощаться на

границе ближайшего к фронту горения облака. Схема описанного слу-

чая представлена на рис. 2. Распространяясь в потоке движущегося

газа, пламя поглощает свежую горючую смесь со скоростью горе-

ния

. Следовательно, пламя достигнет границы облака, изначально

расположенной на расстоянии

от закрытого торца и движущейся

в сформированном потоке газа, за время

. Если время

нагрева смеси до температуры воспламенения меньше указанного, то

воспламенение на границе облака частиц произойдет раньше прихо-

да фронта пламени. Время индукции стехиометрической водородно-

кислородной смеси при атмосферном давлении становится меньше

времени рекомбинации формирующихся в зоне реакции промежуточ-

Рис. 2. Схема, иллюстрирующая постановку задачи в координатах, связанных

с границей облака частиц:

— объем сгоревшего за рассматриваемое время вещества;

— зазор между

фронтом пламени и облаком частиц;

— область прогрева

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2015. № 5