2 / 19
А.В. Воронецкий, В.И. Крылов, К.Ю. Арефьев, А.А. Гусев
2
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2017
ний, бор, а также их соединения, сплавы и образовавшиеся при пер-
вичном горении оксиды. Поскольку концентрация горючих элемен-
тов в частицах достаточно высока, будем называть их частицами.
Учитывая сложный химический состав ПМГ, при моделировании
рабочего процесса в реальных РПД целесообразно использовать
упрощенные эмпирические законы горения частиц ПМГ [5, 6]. В этом
случае основной проблемой становится уточнение констант и общего
вида этих законов. Решение данной проблемы возможно при модели-
ровании процессов, близких по своей природе процессам в камере
сгорания РПД, для которых имеются необходимые эксперименталь-
ные данные. В качестве одного из таких приближений может быть
рассмотрен процесс распространения фронта пламени в газовзвесях
ПМГ в установках постоянного объема (УПО) [7, 8].
Разумеется, для подобного моделирования желательно было бы
иметь частицы ПМГ, отобранные непосредственно на выходе из газо-
генератора. Однако база данных по таким продуктам практически от-
сутствует, что определяется в первую очередь большой сложностью
осуществления на практике процесса гашения частиц непосредствен-
но за соплом газогенератора. В связи с этим на начальной стадии ра-
бот целесообразно провести исследование по построению и уточне-
нию эмпирических законов горения для конкретных металлов, из
которых состоят частицы ПМГ.
Экспериментальная установка.
Прежде чем перейти к описа-
нию математической модели, рассмотрим конструктивные особенно-
сти УПО и методику проведения эксперимента.
Моделируемый эксперимент был выполнен на разработанной в
МГТУ им. Н.Э. Баумана [9] установке «УПО 1500» (рис. 1), которая
позволяет исследовать закономерности распространения и структуру
фронта пламени в газовзвесях ПМГ. Рабочий участок высотой
1500 мм имеет квадратное поперечное сечение (80×80 мм). Одна из
стенок рабочего участка выполнена прозрачной, что позволяет
наблюдать за процессом распространения фронта пламени.
Принцип действия установки заключается в следующем. Устрой-
ство распыливания подает ПМГ в течение определенного промежут-
ка времени, пока не произойдет заполнение газовзвесью всего объема
рабочего участка. После этого происходит локальный поджиг газо-
взвеси в нижней зоне рабочего участка, и фронт пламени начинает
перемещаться снизу вверх. Регистрация закономерностей оседания
газовзвеси и распространения фронта пламени осуществляется авто-
матизированной системой измерений, обрабатывающей сигналы, по-
ступающие от фоторезистивных датчиков. Наличие ресивера необхо-
димо для исключения увеличения давления в зоне рабочего участка в
процессе эксперимента.