Читать онлайн «Водород: параметры горения и взрыва»

г ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ВОДОРОД ПАРАМЕТРЫ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА МОСКВА ФИЗМАТЛИТ 2008 УДК 536. 46 ББК 24. 5 Г 32 Гельфанд Б. Е. , Попов О. Е. , Чайванов Б. Б. Водород: параметры горения и взрыва. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2008. — 288 с. — ISBN 978-5-9221-0898-0. Обобщены результаты преимущественно экспериментальных исследований процессов горения, воспламенения/самовоспламенения, быстрой дефлаграции и детонации в водородсодержащих горючих системах. Для анализа выбраны исследования при начальных условиях, представляющих практический интерес для проблем водородной энергетики и решения вопросов безопасности при преднамеренном использовании или случайном появлении водорода в технических устройствах. Описаны возможные режимы взрывного превращения, их концентрационные, барические, температурные и геометрические условия реализации и возможные ограничения. Оценены вероятные варианты использования водорода в качестве горючего. Рассмотрены вопросы, связанные с горением предварительно не перемешанных и частично перемешанных смесей, содержащих водород, а также последствия взрывов для горючих облаков водородсодержащих систем в атмосфере и для газонаполненных погруженных в жидкость полостей. © ФИЗМАТЛИТ, 2008 © Б. Е. Гельфанд, О. Е. Попов, ISBN 978-5-9221-0898-0 Б. Б. Чайванов, 2008 Посвящается памяти академика Я. Б. Зельдовича — основоположника теории горения и взрыва ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 6 Введение 9 Принятые сокращения и обозначения 13 Глава 1. Основные параметры, определяющие горение водородсо- держащих смесей 17 1. 1. Фундаментальные характеристики горения предварительно перемешанных газовых смесей 17 1. 2. Ламинарное и ячеистое пламя 23 1. 3. Турбулентное пламя 61 1. 4. Турбулентное горение и его подавление в системах водород-!- воздух+водя ной туман/распыленная вода 76 1. 5. Концентрационные пределы распространения пламени 84 1. 6. Критические энергетические характеристики источников воспламенения 98 1. 7. Геометрические пределы распространения пламени 103 Литература к главе 1 106 Глава 2. Быстрая дефлаграция и неидеальные квазидетонационные процессы 119 2. 1. Быстрая дефлаграция/квазидетонация в загроможденном пространстве 119 2. 2. Квазидетонация в пористой структурированной среде 123 2. 3. Взрывные процессы в системе жидкостЫ-пузырьки с горючей смесью 127 2. 4. Масштабные факторы в быстрых взрывных процессах 129 2. 5. Феноменология взрывных процессов 132 Литература к главе 2 137 Глава 3. Самовоспламенение водородсодержащих смесей 140 3. 1. Предварительные замечания 140 3. 2. Самовоспламенение заранее перемешанных смесей водорода с воздухом и кислородом при реальных начальных условиях 142 3. 3. Особые случаи самовоспламенения 152 3. 4. Влияние окислов азота на самовоспламенение водородсодержащих смесей 153 3. 5. Самовоспламенение водорода в присутствии добавок углеводородных горючих 155 3. 6. Термогазодинамические явления при воспламенении и горении гомогенных смесей вблизи неплоских поверхностей 158 3. 7. Самовоспламенение водорода в присутствии ингибирующих добавок 172 Литература к главе 3 178 Оглавление 5 Глава 4.