Эта публикация цитируется в
169 статьях
Математическое моделирование горения одиночной алюминиевой частицы (обзор)
М. В. Бекстед,
У. Лианг,
К. В. Паддуппаккам Университет им. Бригама Янга, 84602 Прово, Юта, США
Аннотация:
Представлена двумерная нестационарная численная модель горения алюминиевой частицы, учитывающая процессы диффузии, испарения и кинетики химических реакций. Модель основана на решении уравнений сохранения с учетом образования и расходования компонентов. Кинетический механизм включает 15 реакций. Две основные особенности процесса горения частицы алюминия, отличающие его от процесса горения углеводородной капли: образование конденсированного оксида алюминия и последующее частичное осаждение его на частице – рассматриваются в соответствующих субмоделях. В модели учитываются искажения полей концентраций и температур вокруг частицы, обусловленные наличием оксидного колпачка. Проведено сравнение результатов расчетов по модели, в том числе двумерных профилей температуры и концентрации компонентов, с экспериментальными данными. Для рассматриваемых окислителей (O
$_2$, CO
$_2$ и H
$_2$O) и условий процесс горения приближенно соответствует диффузионно контролируемому.
Показано, что толщина и местоположение зоны пламени меняются в зависимости от природы окислителя. По модельным расчетам величина показателя степени при диаметре в выражении для времени горения не постоянна и меняется от
$\approx$1.2 для малых диаметров частиц до
$\approx$1.9 для больших диаметров. Скорость частицы колеблется вследствие осаждения оксида алюминия на поверхности частицы. Для некоторых окислителей проанализировано влияние давления.
Ключевые слова:
частица алюминия, горение, двумерная нестационарная численная модель, кинетический механизм, влияние природы газообразного окислителя, конденсированный оксид, диссоциация оксида, оксидный колпачок, время горения, поля концентраций и температур.
УДК:
536.46
Поступила в редакцию: 19.04.2005
Список цитирования