About the possibility of vibration combustion at internal explosions
https://doi.org/10.18322/PVB.2017.26.05.13-20
Abstract
Vibration combustion is wave process. It is excited in result of interaction of the flame front with a depression wave which is formed as a result of sharp decrease of speed of a thermal emission, because of decrease of burning area at contact of a flame with the walls limiting volume. The flame under the influence of a wave of expansion tries to return to former situation and again to increase burning area. Fluctuations of gas and fluctuation of the combustion zone are as a result generated. Fluctuations amplify - the flame loses stability, combustion accelerates. The more the camera volume, the easier a flame loses stability. There are especially inclined to vibration combustion of mix, showing diffusion and thermal instability. Mixes with a lack of a mild component belong to such mixes. Speed of heat release and pressure in volume change with oscillation frequency of gas that complicates the expirations from volume. The combustion mode at the strong fluctuations passes from the surface in volume that is followed by change of character of a luminescence of the combustion zone. Amplitude value of pressure in waves can exceed several times pressure against the background of which vibration combustion develops. In squared volumes in the mode of vibration combustion the mix which remained in corners as combustion in this case is stabilized in corners burns down. Experiences in which fluctuation of gas was suppressed with a covering of walls with a felt took place without vibration combustion. In self-contained volumes vibration combustion is also excited in result of interaction of the combustion zone with volume walls in this case stabilization it is not required as the expiration of gases does not happen. When smoothing corners of volume vibration combustion quickly stops. Otherwise combustion in corners does not reach as the flame is extended with the expiring gases. It is apparent that the processes happening at vibration combustion cannot be described by means of quasi-stationary representations. Building constructions of buildings of explosive productions need to be counted taking into account possible pressure roughness if there is a threat of emergence of vibration combustion.
About the Authors
V. A. Gorev
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Russian Federation
Russian Federation
E. Yu. Salymova
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Russian Federation
Russian Federation
References
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.
Review
For citations:
Gorev V.A., Salymova E.Yu. About the possibility of vibration combustion at internal explosions. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2017;26(5):13-20. (In Russ.) https://doi.org/10.18322/PVB.2017.26.05.13-20
Views:
757
Email this article 