Взрывные явления в пылегазовых системах в приложении к проблемам безопасности и экологии

Выполнено численное исследование распространения ударной волны по воздуху, содержащему цилиндрическое облако мелкодисперсной кварцевой пыли; для различных значений объемной концентрации пыли изучены режимы фокусировки вторичных ударных волн, а также явления стратификации и перемешивания пылегазовой смеси. Выполнено численное исследование столкновения движущихся со сверхзвуковой скоростью тел с газовыми пузырями пониженной и повышенной плотности (моделирующих пылевые облака). Обнаружен эффект возникновения резких положительных всплесков давления и плотности на «осциллограммах», построенных для точки торможения потока на поверхности тела. Установлено, что всплеск давления обусловлен фокусировкой сходящихся поперечных ударных волн на конечном отрезке оси симметрии внутри ударного слоя. В рамках детального кинетического механизма химического взаимодействия численно исследован эффект стабилизации детонационной волны в запыленной стехиометрической водородно-воздушной смеси, поступающей со сверхзвуковой скоростью в симметричный плоский канал с пережатием. Изучено влияние наличия пыли на стабилизацию детонационной волны. Численно исследован процесс инициирования детонации на препятствии в сверхзвуковом потоке горючей смеси в плоском канале, во входном сечении которого концентрация горючего зависит от поперечной координаты - убывает по вертикали вверх от нижней стенки канала по линейному, параболическому и гауссову закону. Определены критические скорости набегающего потока, которые разделяют режимы без детонации, с галопирующей детонацией, с детонацией, выходящей через входное сечение канала в виде стационарного волнового комплекса и режимы со стационарной детонационной волной. Проведено численное исследование течений вязкой несжимаемой жидкости с инертными частицами в каналах с лунками и бороздами. На фоне стационарного турбулентного течения жидкости изучено поведение инерционной дисперсной примеси, инжектируемой с поверхности лунки или борозды; определена эффективность уноса пыли. Выполнено экспериментальное исследование пределов воспламенения и условия горения метановоздушных смесей с добавками водорода, ацетилена и бутана, которые могут содержаться в составе рудничного газа. Определены нижние концентрационные пределы воспламенения и времена сгорания смесей в сферической камере сгорания с инициированием воспламенения взрывом проволочки в центре сферы. По результатам измерений получены оценки нормальной скорости распространения пламени в околокритических по концентрациям компонентов режимах.