О возможности вибрационного горения при внутренних взрывах

Проанализированы условия возбуждения вибрационного горения в помещениях и аппаратах. Установлено, что главной причиной возбуждения является формирование волны разрежения в результате сокращения площади горения при взаимодействии пламени с ограждающими стенками. Показано, что волна разрежения возмущает горение таким образом, что скорость тепловыделения вызывает рост давления. Определено, что в объеме генерируются и усиливаются акустические волны, амплитудное давление в колебаниях которых в разы превышает давление квазистатического взрыва. Установлено также, что необходимыми условиями для вибрационного горения является способность стен отражать колебания и способность зоны горения возбуждаться под действием акустических колебаний, так что горение в углах стабилизируется и пламя не уносится через сбросное отверстие истекающими газами.

вибрационное горение, дефлаграционный внутренний взрыв, волна разрежения, истечение газов, стоячие акустические волны, vibration combustion, internal explosion, expansion wave, gases expiration, аcoustic waves

1. Пилюгин Л. П. Обеспечение взрывоустойчивости зданий с помощью предохранительных конструкций. -М. : Acc. “Пожнаука”, 2000. -224 с.

2. СП56.13330.2011. Производственные здания.-Введ. 20.05.2011.-М. :МинрегионРоссии, 2011.

3. Салымова Е. Ю. Динамика развития опасных факторов в зданиях с ограждающими конструкциями из трехслойных сэндвич-панелей при пожарах и взрывах : дис.…канд. техн. наук.-М. : МГСУ, 2014.-110 с.

4. Gorev V., Salymova E. The use of sandwich-panels as a safety and easily thrown off designs for internal explosions // 5th International Scientific Conference “Integration, Partnership and Innovation in Construction Science and Education”. - 2016. - Vol. 86. - № 04025. - 5 p. DOI: 10.1051/matecconf/20168604025.

5. Горев В. А., Салымова Е. Ю. Использование сэндвич-панелей в качестве эффективных легкосбрасываемых конструкций при внутренних взрывах в промышленных зданиях // Пожаровзрывобезопасность. -2010.-Т. 19, № 2. -С. 41-44.

6. Попов Н. Н., Расторгуев Б. С., Забегаев А. В. Расчет конструкций на динамические и специальные нагрузки. -М. : Высшая школа, 1992. -319 с.

7. Solberg D. M., Pappas J. A., Skramstad E. Observations of flame instabilities in large scale vented gas explosions // Symposium (International) on Combustion.-1981.-Vol. 18, issue 1.-P. 1607-1614. DOI: 10.1016/s0082-0784(81)80164-6.

8. Van Wingerden C. J. M., Zeeuwen J. P. On the role of acoustically driven flame instabilities in vented gas explosions and their elimination // Combustion and Flame. - 1983. - Vol. 51. - Р. 109-111. DOI: 10.1016/0010-2180(83)90088-3.

9. Zalosh R. G. Gas explosion tests in room-size vented enclosures // AIChE Loss Prevention. - New York : American Institute of Chemical Engineers, 1980. -Vol. 13. -Р. 98-108.

10. Маркштейн Дж. Г. Явления неустойчивости фронта пламени // Вопросы горения и детонационных волн : сборник докладов конференции. -М. : Оборонизд, 1958. -С. 436-438.

11. Раушенбах Б. В. Вибрационное горение. -М. : Физматгиз, 1961. -500 с.

12. Нестационарное распространение пламени / Под ред. Маркштейна Дж. Г.; пер. с англ. - М. : Мир, 1968.-437 с.

13. Карпов В. П. Ячеистая структура пламени в условиях бомбы постоянного объема и связь ее с вибрационным горением // Физика горения и взрыва. -1965. -№ 3. -С. 68-74.

14. McCann D. P. J., Thomas G. O., Edwards D. H. Gazdynamics of vented explosions. Part II: One-dimensional wave interaction model // Combustion and Flame. - 1985. - Vol. 60, issue 1. - P. 63-70. DOI: 10.1016/0010-2180(85)90118-x.

15. Фурлетов В. И. Колебания скорости тепловыделения при вибрационном горении // Горение гетерогенных и газовых систем : материалы VIII Всесоюзного симпозиума по горению и взрыву. -Черноголовка, 1986.-С. 32-35.

16. Горбатко А. А., Кузнецов В. Р., Липатов П. А. Применение фронтальной модели горения к анализу стабилизации пламени плохообтекаемыми телами // Горение гетерогенных и газовых систем : материалы VIII Всесоюзного симпозиума по горению и взрыву. - Черноголовка, 1986. - С. 35-39.

17. Горев В. А., Беляев В. В., Федотов В. Н. Условие начала вибрационного горения газа в разгерметизированном сосуде прямоугольной формы // Физика горения и взрыва.-1989.-Т. 25,№ 1. -С. 36-39.

18. Горев В. А., Федотов В. Н.Ороли акустических колебаний при взрывном горении газов в разгерметизированном сосуде // Структура газовых пламен : материалы Международного семинара по структуре газовых пламен. -Новосибирск, июль 1986. -С. 202-208.

19. Dorofeev S. B., Bezmelnitsin A. V., Sidorov V. P. Transition to detonation in vented hydrogen-air explosions // Combustion and Flame. - 1995. - Vol. 103, issue 3. - P. 243-246. DOI: 10.1016/0010-2180(95)00148-y.

20. Medvedev S. P., Agafonov G. L., Khomik S. V. Low-temperature ignition delay for hydrogen-air mixtures in light of a reaction mechanism with quantum correction // Acta Astronautica. - 2016. - Vol. 126.-Р. 150-153. DOI: 10.1016/j.actaastro.2016.04.019.

21. Urzay J., Kseib N., Davidson D. F., Iaccarino G., Hanson R. K. Uncertainty-quantification analysis of the effects of residual impurities on hydrogen-oxygen ignition in shock tubes // Combustion and Flame. -2014. -Vol. 161, issue 1. -P. 1-15. DOI: 10.1016/j.combustflame.2013.08.012.

22. Medvedev S. P., Polenov A. N., Khomik S. V., Gelfand B. E. Initiation of upstream-directed detonation induced by the venting of gaseous explosion // Symposium (International) on Combustion.-1994.- Vol. 25, issue 1. -Р. 73-78. DOI: 10.1016/s0082-0784(06)80630-2.

23. Гельфанд Б. Е., Попов О. Е., Чайванов Б. Б. Водород: параметры горения и взрыва.-М. : Физматлит, 2008.-288 с.

24. Горев В. А., Мирошников С. Н. Ускоряющееся горение в газовых объемах // Химическая физика. -1982. -№ 6. -С. 854-858.

25. Phylaktou H., Andrews G. E. The acceleration of flame propagation in a tube by an obstacle // Combustion and Flame.-1991.-Vol. 85, issue 3-4.-Р. 363-379. DOI: 10.1016/0010-2180(91)90140-7.

26. Molkov V. V. Theoretical generalization of international experimental data on vented gas explosion dynamics // Physics of Combustion and Explosions. -1995. -No. 25. -Р. 165-181.