Распространение пламени в замкнутом объеме

Исследования распространения пламени в замкну­тых объемах чаще всего проводятся с использованием замкну­той сферической бомбы, причем источник поджигания горючей смеси располагается в центре бомбы.

В опытах со сферическими бомбами чаще всего измеряются максимальное повышение давления (Pf/P₀) и максимальная скорость нарастания давления (dP/dt}_WZ}ic (рис. 1.17). Макси­мальную скорость нарастания давления можно определить пу­тем термодинамических расчетов, исходя из условия полного равновесия в продуктах сгорания и уравнения E_f = E₀, отра­жающего факт равенства нулю внешних сил. Уравнение E_f = E₀ выполняется несмотря на то, что температура проектов сгора­ния в центре бомбы значительно выше, чем у стенки бомбы. Это связано с тем, что энтропия в центральной части бомбы суще­ственно выше энтропии газа на периферии бомбы, поскольку

газ в центре бомбы сначара превращается в горячие продукты и за^ем сжимается при высокой температуре, в то время как газ у стенок бомбы сначала сжимается до высокого давления и лишь затем сгорает.

Величинаиакс зависит от нормальной скорости горе-

ния и связана с объемом бомбы следующим соотношением [67, 91, 92]:

где K_e — постоянная для заданного начального состояния смеси в бомбе и V — объем бомбы.

Рнс. 1.17. Схема сферической бомбы с централь­ным расположением источника инициирования пла­мени. Результирующее пламя всегда распростра­няется по нормали к стенкам бомбы. На качествен­ной зависимости давления в бомбе от времени по­казаны максимальное давление Pf и скорость роста давления (dP/dt) кзке. Спад давления после дости­жения максимума обусловлен теплопотерями в стенки бомбы.

пользовалось для решения многих практических задач техники пожаробезопасности.

Важно отметить, что, хотя при сферической геометрии тур­булентность ничем не порождается, а следовательно, и скорость пламени существенно не увеличивается с течением времени, тем не менее процесс распространения пламени сопровождается дви­жением газа, вызванным расширением горячих продуктов сго­рания. Поэтому сначала свежая смесь перед фронтом пламени движется по направлению к стенкам бомбы, а затем, когда за­канчивается сгорание смеси в бомбе, продукты сгорания текут с высокой скоростью уже к центру бомбы. Иногда в сферических бомбах при центральном поджигании смеси наблюдаются осцил­ляции давления при подходе пламени к стенкам бомбы. Однако и в этом случае турбулизации течения не происходит, так как осцилляции давления вызваны акустическим эффектом и внут­ренней неустойчивостью процесса распространения ламинар­ного пламени, развивающейся при определенных условиях.

1.3.2.3.