САМОВОСПЛАМЕНЕНИЕ И ГОРЕНИЕ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ В ОБЪЕМЕ С ВИХРЕВЫМ ПОТОКОМ

摘要

Опыты, проведенные в перепускной установке с тангенциальным вводом смеси в реактор, показали, что смеси самовоспламеняются при температурах, существенно более низких, чем их значения, приведенные в литературе. Измеренные задержки воспламенения не превышали 0.1—0.2 с, хотя по условиям теплообмена смеси в реакторе могут воспламеняться с задержками более 10 с. Видеосъемка демонстрирует, что смесь самовоспламеняется в малом объеме в центре реактора, т.е. тангенциальный ввод смеси приводит к образованию вихря с горячей точкой в его центре, температура в которой превышает температуру стенок реактора более чем на 200 К. Препятствие, разрушающее вихрь, устраняет аномальное поведение процесса самовоспламенения. Измерения температуры в центре реактора термопарой подтверждают образование горячей точки. Пламя, инициированное воспламенением в горячей точке, распространяется по смеси со скоростью в несколько раз превышающей ламинарную скорость горения смеси. Обсуждаются механизм образования горячих точек в нестационарных вихревых потоках и их возможная роль в оценке риска взрыва в некоторых практических ситуациях.