Механика жидкости и газа. Избранное. Под общей ред. А.Н. Крайко. (1014100), страница 28
Текст из файла (страница 28)
На оба эти вопроса известен положительный ответ при экспериментальном изучении другого типа горения детонации в газах. Регулярная ячеистая структура следов на сажевом покрытии стенки 2Нг+ Оз -~-705е Аг Рис. 51 трубы после прохождения по трубе волны детонации [см. рис. 51) объясняется именно наличием двух регулярных систем поперечных волн, распространяющихся в разных направлениях. В опытах по инициированию детонации в плоском слое газа при сосредоточенном подводе энергии [22) обнаружено, что в нестационарной ячеистой структуре кольцевой волны детонации по мере увеличения радиуса волны число ячеек увеличивается дискретным образом [рис.
52). В заключение будут приведены некоторыо результаты, каса- 1ОЗ Экзотермнческие волам в сплошньи. средпх Рис. 52 ющинся именно этих нестационарных периодических структур в волнах детонации. Численное исследование этих структур даже для двумерных воли, хотя и начато доволыю давно ~23~ и проводится без учета вязкости и теплопроводности, затруднено тем., что эти структуры представляют собой сложные системы взаимодействующих ударных волн, контактных разрывов и зон экзотермичоских реакций.
Экспериментальному исследованию структуры волн детонации в газах и жидкостях и полуэмпирической теоретической интерпретации результатов экспериментов посвящено огромное количество работ. Изложснис современного состояния вопроса содержится в уже цитировавшейся книге [141. В недавней работе ~241 удалось с достаточной степенью точности рассмотреть задачу о детонации в постановке, в опрсдслснном смысле близкой к рассмотренной выше задаче о двумерной волне горения. Решение вновь ищется в полуполосе к > то, О < д ( Л. В качестве начального состояния задается одномерная стационарно распространяющаяся в направлснии оси т волна нормальной дстонации,передний фронт которой находится при х = О. Боковые границы полуполосы непроницаемы для газа, т.е.
на них скорость газа в направлении оси р равна нулю. При х = — хо задаются условия отсутствия отражения возмущений, идущих от волны в область за ней, причем ло выбира- [Гл. 164 1.Г. Черный 1ЗО 60 190 х/1я 120 5О 180 ио 40 170 100 зо 1бо 90 20 150 8О 1О 140 7О 1ЗО о у//, 2о Рис. 53 лось столь большим, чтобы его дальнейшее увеличение не влияло на результаты расчета.
Возмущения волны создавались расположенными перед ней небольшими неоднородностями плотности. Решалась система уравнений движения невязкого нетеплопроводного совершенного газа и двух кинетических уравнений аррениусовского типа для реакций, одна из которых включается при прохождении фронта ударной волны и определяет время задержки начала второй реакции, идущей с тспловьшслением.
Константы в кинетических уравнениях подбирались так, чтобы моделировать горение разбавленной кислородо-водородной смеси. За масштаб 1. длины была выбрана ширина зоны индукции для одномерной волны нормальной детонации, за масштаб времени 1, = 1,/ Я, где и тепловой аффект реакции. Расчеты проведены для двух значений ширины полуполосы, равных 12 и 20 выбранным масштабам длины. На рис.
53 показано развитие по времени структуры фронта волны детонации для случая Л/1„= 20. В результате взаимодействия волны с локальным возмущением на фронте ударной волны образуется излом, от которого внутрь возмущенной области отходит новая ударная волна, распространяющаяся за основным фронтом в поперечном направлении. После подхода к 105 1.9) Энзотперлсииесние оолнес е сплошных средах 0. 150 дг/~и Рдо 50 Рис.
54 Рис. 55 стенке (1/8, = 72) поперечная волна отражается от нее и, вследствие значительного повышения температуры за отраженной волной здесь происходит быстрое сгорание не успевшего еще прореагировать газа, усиливающее поперечную волну. При с/с„= 90 эта волна сталкивается с поперечной волной, идущей ей навстречу. Примерно с этого [Гл. 166 Г.Г.
Черный ио 1и 1О5 105 юо 95 по 115 но 105 юо 105 95 о 1ОО 12 о Рис. 56 12 момента решение становится периодическим по времени: две поперечные волны, распространяюшиеся в противоположных направлениях, периодически взаимодействуют одна с другой. В случае более узкого канала при Ь~е, = 12 на фронте волны возникает лишь одна тройная точка. При этом в проведенных вычислениях выход на периодический режим произошел в данном случае 167 1.9) Экзотермичсские волны е сплошных средах значительно быстрее, чем в первом, —.- уже прн «,»», = 30. Это подтверждается и графиками давления на стенках канала (ср. рис. 54 и 55).
Обратим внимание, что на гальное возмущение приводило к образованию одной тройной конфигурации. Именно одна такая конфигурация характерна для периодического режима в более узком канале. В более широком канале основнос время установления периодического режима связано с перестройкой течения до образования двух тройных конфигураций, после чего периодический режим наступает весьма быстро. Вновь в этом явлении можно говорить о ирсзонансномв характере возбуждения периодических структур теплова»деления. Выполненные расчеты хорошо воспроизводят все основные черты наблюдавшегося в опытах поведения волн и позволяют изучить детали течения.
Так на рис. 56 в форме изобар 1р/ро = сопя») представлены детали течения при столкновении тройной конфигурации со стенкой. Литература 1. Колмогоров А.Н., Петровский И.Г.. Пискунов Н.С. Бюлл. МГУ. Сер. А.1,. 1937. Вып. 5. 2. Куликовский А.Г. О поверхности разрыва, разделяющих идеальные среды с различными свойствами. Волны рекомбинации Н Прикл. матем. и мех. 1968. Т.
32. Вып. б. 3. Сйи М.Я. ТЬегшоппс1еаг геасбоп качев а» Ь!86 бепввйев (/ РЬув. о«Р!пЫв. 1972. У. 15, № 3. Р. 413 — 422. 4. Ьг«Ие»оп Л.Н., Висй«ег Л.-Н., Тгигап Л. Иг. Я»гпс«пге о« де»опайоп жачев 'ш бебгюега«е сагЬоп сотню «ко-сошропоп«р1авша глебе!в,',1 Аз«горЬув. Л.
1979. 230. Р. 223.229. 5. !'айзер Ю.П. Лазерная искра и распространение разрядов. Мз Наука., 1974. б. Генералов Н.А., Зимаков В.П., Козлов Г.И., Масюкое В.А., Райзер Ю.П. Непрерывно горящий оптический разряд // Письма в ЖВТФ. 1970. Т. П, С. 447. 7.
Та»атом Т., Мезгйег Н., Ноу Н. Р!гепошепо!обу о«»!ге "ехр1ов!че" сгув«а!Вяа»»оп о«врп»»егеб поп-сгув»а!!!пе беппашпш 6!шв П Л. Ма»ег. Ясй 1973. Ъ'. 8. Р. 1809 †18. 8. Чечило Н.М., Ениколопян Н.С. Покл. АН СССР. 1976. Т. 230. Нг 1. С. 160. 9. Мсрнсаное А.Г. СВС-процесс: теория и практика горения. Препринт ОИХФ АН СССР. Черноголовка, 1980. 10. Най В.И'ч Ваап» Я.Л. ТЬе ргораба»юп о«!агбе вса1е «Ьеппа! ехр1оюопв Н 1п». Л.
Неа» Мавв ТУапв«ег. 1979. 1». 22. Р. 1083-1093. 11. Сотар«сН С., Игоодйсад Р. 1У. ТЬе !8п!»!оп оу 8авев Ьу ап ехр!осйоп каче.. Р. 1. СвгЬоп пюпохЫе апг1 Ьуг1гобеп гшх»шев Н Л. СЬеш. Бес. 1927. Р. 1572- 1578. 168 Г.Г. Чсрпмй 12. Маркютсйн Лис. Нестационарное распространение пламени. Мл Мир, 1968. 13. Петонация и взрывчатые вещества / Перевод с англ.
Б.С. Ермолаева, Б.А. Хасаинова. Под ред. А.А. Борисова. Мл Мир, 1981. 392 с. 14. Рзсйсй И'., Вас!в Иг.С. Ве1опаг!оп. Пп!ч. Са!К. Ргевз, 1979. 15. Всв1п ИА., Сйсгпу! С.С., Тсодогсяуй А., Иго!апвйз Р., И'озсзсЫ Я. ТЬе йпйатюп о1 а дегопазюп ргосевв ш Нг — С1 ш!хгпге. АгсЬ. 1егшос!уа. ! вра1.
1978. У. 9. № 4. Р. 613-622. 16. Алдуюин А.П., Каспаряи С.Г. Теплодиффузионная неустойчивость стационарной волны горения. Препрннт ОИХФ АН СССР. Черноголовка, 1978. 17. Еленин Г.Г., Змитрспко В.В., Курдюмов С.П., Михайлов А.П., Самарский А.А. Инерция тепла и диссипативные структуры Л В сбл Изучение гидродинамической неустойчивости численными методами. 11репринт Инст. прикл.
матом. АН СССР. 1980. С. 5 — 27. 18. Лсйбснзоп А. С. Распространение горения при нелинейной теплопроводности. Автореф, дисс, на соиск. уч, степени канд. физ.-матем, наук. М., 1980. 19. Зельдович Я.В., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. - 2-е изд. Мл Наука, 1966. 686 с. 20. Волоссвич П.П., Курдюмов С.П., Леваков Е.И.
Различные режимы теплового нагрева при взаимодействии мощных потоков излучения с веществом Л Ж. прикл. мех. техн, физ. 1972. № 5. С. 41 — 48. 21. Ивлева Т.П., Мержанов А.Г., Шкадинский К.Г. О закономерности спинового режима распространения фронта горения Л Физика горения и взрыва. 1980. № 2. С. 3 — 10.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
