3 / 18
Нагретые излучением частицы передают свою энергию окружающему
горючему газу, увеличивая его температуру, т.е. в газовзвеси имеет ме-
сто механизм дистанционной передачи энергии высокотемпературной
области за фронтом пламени областям перед фронтом пламени с по-
вышенной концентрацией частиц. Это отличает перенос энергии при
горении в газовзвесях от аналогичного процесса в газовых средах, что
естественно должно повлиять на режимы распространения пламени.
Цель настоящей работы — компьютерное моделирование и ана-
лиз влияния на динамику горения разнонаправленных воздействий,
вызванных наличием микрочастиц в газовом потоке. Сопоставление
полученных результатов без учета и с учетом переноса теплового из-
лучения в газовзвесях позволяет не только выявить фундаментальные
различия процессов горения и перехода к детонации в прозрачных
горючих газовых средах и средах с поглощением излучения на мас-
штабах, характерных для соответствующих режимов горения, но и
обосновать требования к корректному рассмотрению задач взрывобе-
зопасности запыленных горючих газов.
Математическая модель и постановка вычислительных экспе-
риментов.
Газообразная горючая среда с нейтральным компонентом
представляет собой высокоактивный газ с взвешенными в нем твер-
дыми частицами (например, сажи или пыли). Проблема численного
моделирования движения газовзвеси заключается в корректном опи-
сании перемещения газовой среды и увлекаемых ею твердых частиц.
Процесс движения газовзвеси определяется взаимным влиянием газо-
вой и дисперсной фаз друг на друга, и в настоящее время достаточно
подробно проанализирован [1–5]. Учет в решаемых задачах поглоще-
ния излучения требует включения в математическую модель динами-
ки газового и дисперсного компонентов уравнения переноса энергии
излучения. При этом в первом приближении для получения качествен-
ного понимания исследуемого процесса ограничимся приближением
черного тела для микрочастиц.
Для описания горения гетерогенной среды использовалась двух-
скоростная двухтемпературная одномерная математическая модель
сплошной среды. В принятом приближении поток частиц так же, как и
поток несущего газа, были представлены в континуальном приближе-
нии, в котором динамика частиц описывается уравнениями переноса,
подобными уравнениям газовой динамики. Континуальное описание
динамики частиц оправдано в том случае, когда геометрический мас-
штаб объема, содержащего достаточное число частиц для корректного
усреднения их характеристик, пренебрежимо мал по сравнению с
характерным масштабом изменения параметров течения [1]. В насто-
ящей работе исследованы процессы с объемной долей частиц твердой
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2015. № 5
53