М.Ф. Иванов
,
А.Д. Киверин
,
И.С. Яковенко
4
горения, распространяющийся впереди в узком сегменте. Процесс
ПГД в закрытых объемах является самоподдерживаемым и позволяет
сформироваться детонации при меньших энергозатратах. Кроме того,
по мере ускорения волна горения излучает волны сжатия и слабые
ударные волны, распространяющиеся вниз по потоку, переотражаю-
щиеся от стенок и взаимодействующие с самим пламенем [13]. По-
этому задача о развитии нестационарного ускоряющегося пламени
является одной из определяющих при проведении исследований,
направленных на обеспечение безопасности работы технологических
и промышленных объектов [15]. Однако, несмотря на существенный
прикладной и фундаментальный интерес, эта проблема не решена
окончательно до настоящего времени.
В работе [10], исходя из анализа экспериментальных данных о
распространении волны горения в водородно-кислородной смеси в ка-
нале, сделан вывод, что детонационная волна образуется в результате
слияния серии ударных волн, формирующихся в преддетонационный
период непосредственно перед фронтом пламени и подготавливающих
тем самым горючую смесь, вступающую в реакцию. В дальнейшем
физика развития процесса ПГД была детализирована на основе пред-
ложенного градиентного механизма Зельдовича. Предполагалось
[16], что, как и в случае инициирования волны горения источником
энергии малой интенсивности, в области впереди ускоряющегося
фронта пламени за бегущей впереди ударной волной создаются усло-
вия для формирования спонтанной волны горения, что противоречит
данным экспериментальных наблюдений. В рассматриваемой обла-
сти впереди ускоряющегося фронта пламени достигается относитель-
но слабый нагрев свежего горючего. Так, в работе [10] максимальная
температура перед фронтом пламени в момент, предшествующий
ПГД, достигает всего 525 K. Несколько бóльшие значения температу-
ры (~650 K), но при меньших начальных давлениях, фиксируются в
более поздней работе [11]. Однако при таких значениях температуры
время индукции для водородно-кислородной смеси больше полного
времени горения смеси от зажигания до ПГД [17], что не учитывалось
при воспроизведении предложенного механизма в расчетах с приме-
нением упрощенной модели химической кинетики [16].
Для разрешения возникшего противоречия была предложена гипо-
теза о существовании перед фронтом пламени «горячих точек», в кото-
рых температура достигает уровня, достаточного для реализации ПГД.
На протяжении последних 20 лет эта гипотеза получила широкое рас-
пространение. Многочисленные вычислительные эксперименты с ис-
пользованием упрощенных одно- и двухступенчатых моделей химиче-
ских реакций с заниженной энергией активации воспроизводили воз-
никновение детонации в «горячих точках» [18]. Однако если исключить
