15 / 19
Методологические аспекты разработки математических моделей…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2017 15
Как уже отмечалось, при увеличении массовой концентрации
ПМГ в РУ увеличивается суммарная площадь поверхности частиц, в
связи с чем наблюдается интенсификация процессов лучистого пере-
носа тепла между частицами, приводящая к соответствующему уве-
личению скорости распространения фронта пламени. Некоторые рас-
четные значения скорости распространения фронта пламени
р
f
w
для
монофракционных порошков алюминия с диаметрами частиц 8,5 мкм
и 19,5 мкм и экспериментальные данные
э
f
w
для полифракционных
ПМГ марок «АСД-1» и «АСД-4» представлены в таблице.
Некоторые расчетные данные скорости распространения фронта пламени
Номер расчета
α
d
ч
, мкм
э
,
f
w
м/с
р
,
f
w
м/с
1
0,15
8,5
6,00
5,85
2
0,25
8,5
4,00
3,92
3
0,40
8,5
1,50
1,52
4
0,15
19,5
2,50
2,47
5
0,25
19,5
1,70
1,58
6
0,40
19,5
1,00
0,97
Сопоставление расчетных и экспериментальных данных показы-
вает, что их удовлетворительную качественную сходимость (по зна-
чению
w
f
) можно получить при использовании следующего эмпири-
ческого закона горения
ч
0 воз
,
= −
dr
C Y
dt
где
С
0
= 9,3∙10
–4
м/с.
Выводы.
Предложенный в работе апробированный методологи-
ческий подход позволяет проводить комплексное расчетно-экспе-
риментальное исследование процессов воспламенения и горения ча-
стиц ПМГ. Возможность использования разработанной математиче-
ской модели для построения эмпирических законов горения частиц
ПМГ продемонстрирована на примере моделирования распростране-
ния фронта пламени в установке постоянного объема. Сравнение
расчетных и экспериментальных данных показало, что представлен-
ная математическая модель надлежащим образом описывает процес-
сы распространения фронта пламени в газовзвеси частиц алюминия.
Предложенный методологический подход может быть использован
для более сложных дисперсных композиций, что позволит опреде-
лять и верифицировать законы горения конденсированных бор- и ли-
тийсодержащих частиц, других типов соединений.
Работа выполнена при поддержке Гранта Ведущей научной школы России,
проект НШ-9774.2016.8.