Гомогенные факельные процессы в модели Бурке - Шумана с позиций теории вероятности
Автор: Торопов Евгений Васильевич, Лымбина Людмила Ефимовна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Теплоэнергетика
Статья в выпуске: 3 т.17, 2017 года.
Бесплатный доступ
Для решения задачи определения температуры факела в рабочем пространстве теплотехнических агрегатов предложено рассчитывать изменение адиабатической энтальпии методами теории вероятностей (ТВ). Показано, что нормальная функция распределения топливных элементов позволяет получить интегральную функцию распределения энтальпии и адиабатической температуры по длине факела. Задача решена относительно гомогенного диффузионного газообразного факела при различных числах диффузионной массивности и гомохронности и ламинарном режиме движения компонентов горения. Для обобщения решения на каналы канонических форм предложены соответствующие зависимости; определены рамки изменения массообменного числа Био и сходимость суммы ряда при регуляризации решений уравнения поверхности горения по методике Бурке - Шумана. Предложено объяснение S-образной формы температурной кривой, наблюдаемой при сжигании практически всех топлив в установках различных типов и связь ее с интегральной функцией распределения топливных объемов.
Факел, теория вероятности, распределение фракций, интегральная функция, энтальпия, адиабатическая температура
Короткий адрес: https://sciup.org/147158410
IDR: 147158410 | УДК: 662.61 | DOI: 10.14529/power170303
Homogeneous flame processes in model of Burke-Schumann from positions of probability theory
To solve the problem of determining the flame temperature in the working space of the thermal units, it is proposed to calculate a change in adiabatic enthalpy methods of the probability theory (TV). It is shown that the normal distribution function of fuel cells allows one to obtain the integral distribution function of enthalpy and adiabatic temperature along the length of the flame. The problem is solved with respect to a homogeneous diffusion gaseous flame at various numbers of diffusion massiveness and homogeneous and the laminar regime of motion of the combustion components. For the purpose of generalization of the solution оn the channels of canonical forms the corresponding dependences are offered. The range of change of mass-exchanged number of Bio and the convergence of the sum of the series for the regularization of the solutions of the equation combustion surface by the method of Burke-Schumann are determined. An explanation is offered for the S-shaped shape of the temperature curve observed when almost all fuels are burned in the installations of various types; its connection with the integrated function of distribution of fuel volumes is also provided.
Список литературы Гомогенные факельные процессы в модели Бурке - Шумана с позиций теории вероятности
- Williams, F.A. Combustion Theory (Combustion Science and Engineering)/F.A. Williams. -USA: Westview Press Publ., 2017. -704 p.
- Spalding, D.B. Combustion and Mass Transfer (A Textbook with Multiple-Choice Exercises for Engineering Students)/D.B. Spalding. -Elsevier Science Publ., 2013. -408 p.
- Математическая теория горения и взрыва/Я.Б. Зельдович, Г.И. Баренблатт, В.Б. Либрович, Г.М. Махвиладзе. -М.: Наука, 1980. -478 с.
- Лисиенко, В.Г. Теплофизика металлургических процессов/В.Г. Лисиенко, В.И. Лобанов, Б.И. Китаев. -М.: Металлургия, 1982. -240 с.
- Лисиенко, В.Г. Математическое моделирование теплообмена в печах и агрегатах/В.Г. Лисиенко, В.В. Волков, А.Л. Гончаров. -Киев: Наукова думка, 1984. -232 с.
- Лисиенко, В.Г. Хрестоматия энергосбережения. В 2 кн. Кн. 2: Справочник/В.Г. Лисиенко, Я.М. Щелоков, М.Г. Ладыгичев. -М.: Теплотехник, 2005. -768 с.
- ANSYS. -http://www.ansys.com/products (дата обращения: 16.02.2017)
- Сполдинг, Д.Б. Вычислительная гидродинамика (CFD): прошлое, настоящее и будущее/Д.Б. Сполдинг//Проблемы газодинамики и теплообмена в энергетических установках: в 2 т. -М.: Издат. дом МЭИ, 2007. -Т. 1. С. 9-13.
- Корн, Г.А. Справочник по математике для научных работников и инженеров: определения, теоремы, формулы/Г.А. Корн, Т.М. Корн; пер. со 2-го амер. перераб. изд. И.Г. Арамановича ; под общ. ред. И.Г. Арамановича. -Изд. 5-е. -М.: Наука, 1984. -832 с.
- Основы практической теории горения/В.В. Померанцев, К.М. Арефьев, Д.Б. Ахмедов и др. -Л.: Энергоатомиздат, 1986. -312 с.
- Торопов, Е.В. Адаптация дифференциального уравнения энергии к условиям топочных процессов в котельных агрегатах/Е.В. Торопов, К.В. Осинцев//Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». -2015. -Т. 15, № 1. -С. 5-10 DOI: 10.14529/power150101
- Торопов, Е.В. Математическая модель обобщенного теплообмена в топке котельного агрегата -парадигма теплообмена/Е.В. Торопов, К.В. Осинцев//Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». -2017. -Т. 17, № 1. -С. 5-12 DOI: 10.14529/power170101
- Торопов, Е.В. Концепция факельного континуума для зоны интенсивного горения котельного агрегата/Е.В. Торопов, К.В. Осинцев//Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». -2015. -Т. 15, № 3. -С. 5-10 DOI: 10.14529/power150301
- Торопов, Е.В. Математическая модель теплообмена в зоне интенсивного горения котельного агрегата/Е.В. Торопов, К.В. Осинцев//Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». -2015. -Т. 15, № 4. -С. 19-25 DOI: 10.14529/power150403
- Numerical modeling of three-dimensional heterogeneous propellant combustion/J. Buckmaster, M. Chen, T.L. Jackson, L. Massa//40th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. -Reno, NV, United States, 2002 DOI: 10.2514/6.2002-780
- Beckstead, M.W. A Model of Composite Solid-Propellant Combustion Based on Multiple Flames/M.W. Beckstead, R.L. Derr, C.F. Price//AIAA Journal. -1970. -vol. 8, no. 12. -P. 2200-2207 DOI: 10.2514/3.6087
- Jackson, T.L. Heterogeneous Propellant Combustion/T.L. Jackson, J. Buckmaster//AIAA Journal. -2002. -Vol. 40, no. 6. -P. 1122-1130.
