Міністерство освіти і науки України
Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова
Кафедра загальної та хімічної фізики
Поширення полум'я в гібридних сумішах вугілля-метан-повітря
В
Курсова робота
студентки IV курсу
фізичного факультету Кам'янецької Ольги Іванівни
Науковий керівник
професор Шевчук В.Г.
Одеса-2004
Зміст
Введення
Глава1. Поширення полум'я в горючих сумішах
1.1 Поширення полум'я в газофазних сумішах.
1.1.1. Структура одностадійної хвилі і швидкість горіння в наближенні вузької зони реакції.
1.1.2. Займання газових сумішей і швидкість поширення полум'я. p> 1.2 Ламінарноє полум'я в пилях.
1.3 Поширення полум'я в гібридних сумішах.
Глава2. Експериментальна установка та методика дослідження полум'я гібридних сумішах.
2.1 Опис установки.
2.2 Методика обробки результатів.
Висновки.
В
Введення.
Горіння в режимі поширення полум'я є найбільш часто зустрічається видом горіння як в гомогенних газоподібних системах, так і в пилях. p> Завдання розповсюдження полум'я в газах є класичною задачею фізики горіння і детально вивчена як в експериментальному [1], так і в теоретичному плані [2].
На відміну від газів, де пальне і окислювач перемішані на молекулярному рівні, в пилях з'являються додаткові керуючі параметри, обумовлені дисперсним станом пального, такі як: розмір частинок, їх форма, розподіл часток за розмірами [3].
У газодинамічному відносинами між газами і пилямі існує певне подобу, що виявляється в існуванні режимів розповсюдження полум'я: ламінарного, вібраційного, турбулентного, детонаційного. Однак, якщо в газах умови існування цих режимів визначаються тільки концентраційними співвідношеннями, то в пилях вони в більш значній мірі залежать від дисперсних характеристик пального.
Проміжне положення між газами і пилямі займають так звані гібридні суміші, тобто суміші пального порошку з газоподібним окислювачем і пальним. Наприклад, гібридні суміші вугілля-метан-повітря. Саме в таких сумішах відбуваються найбільш руйнівні шахтні вибухи. Проте в експериментальному плані такі системи практично не вивчалися (за винятком детонацій в експериментальних штреках). Теоретичне моделювання поширення полум'я в суміші горючих газів і частинок, засноване на чисельному інтегруванні рівнянь теплового та масового балансу проводилися в єдино відомої нам роботі [4]. p> Із загальних фізичних міркувань слід очікувати, що якщо частинки досить дрібні для того, щоб займатися і горіти в зоні газового полум'я, то тверда фаза буде виступати як додаткове джерело тепла і швидкість полум'я повинна чисельно зростати в гібридної суміші в порівнянні з чисто газовою сумішшю. Якщо ж газоподібна суміш є бистрогорючей, а частки досить великими, то горіння частинок відбуватиметься поблизу або в зоні газофазних продуктів згоряння. У цьому випадку тепловиділення на частинках реалізується на великих відстанях від кордону предпламенной зона - зона газофазного горіння і не буде робити істотного впливу на динаміку прогріву предпламенной зони, тобто частинки будуть служити додатковим стоком тепла в зоні горіння аналогічно інертною добавки. Внаслідок цього слід очікувати зниження швидкості поширення полум'я.
Для зазначених двох підходів мають реалізовуватися різні розрахункові схеми ламінарного полум'я. Вибір того чи іншого підходу, насамперед, повинен грунтуватися на експериментальних дослідженнях ламінарного полум'я в гібридних сумішах.
Наша робота присвячена експериментальному вивченню ламінарного полум'я в гібридних сумішах метан-вугілля-повітря. Її основна ідея полягає в порівняльних дослідженнях процесу поширення полум'я в наступних сумішах: метан-повітря при різних концентраційних співвідношеннях компонентів; метан-вугілля-повітря; метан-повітря-інертна добавка при відповідних концентраціях метану. В якості базового експериментального методу обрано метод тонкостінного гумового зонда, тобто попередньо створюється горюча газоподібна суміш, потім виробляється розпил твердого компонента і центральне запалювання. Для цього нам знадобилося модифіковані установку "зонд" [5] насамперед системою приготування і контролю параметрів горючої метаноповітряної суміші. У роботі дано опис установки та наведено результати попередніх дослідів. br/>В
Глава 1: Поширення полум'я в горючих сумішах .
1.1 Поширення полум'я в газофазних сумішах.
1.1.1 Структура одностадійної хвилі і швидкість горіння в наближенні вузької зони реакції.
Поширення хвилі горіння є одним з можливих режимів, в якому мож...
