Учебное пособие — Уфа, 2007. — 224 с.
Изложены фундаментальные модели, применяемые при детальном описании
процессов газофазного горения. Рассмотрены физические основы
элементарных процессов, сопровождающих горение: химическая
термодинамика, кинетика элементарных реакций, молекулярный перенос,
турбулентность. Особое внимание уделено подходам и примерам
применения численного моделирования к задачам горения. Пособие
предназначено для студентов двигателестроительных вузов и
соответствует государственному образовательному стандарту.
Содержание:
Список обозначений и сокращений
Введение
Законы сохранения для потока смеси реагирующих газов
Предварительные замечания
Законы сохранения для движущейся реагирующей смеси
Законы сохранения для открытой термодинамической системы
Вопросы для самоконтроля
Термодинамические соотношения
Предварительные замечания
Массовый состав смеси и уравнения состояния общего вида
Уравнения состояния газообразных компонентов и смесей
Мольные концентрации и мольный состав смеси
Объемный состав смеси
Связь мольных долей с массовыми долями
Внутренняя энергия и энтальпия компонентов и смеси
Элементарный расчет состава продуктов сгорания
Элементарный расчет параметров продуктов сгорания при p = const и v = const
Основы химической термодинамики
Способы расчета равновесного состава и параметров смеси
Вопросы для самоконтроля
Химическая кинетика газофазных реакций
Предварительные замечания
Формальные соотношения кинетики реакций
Механизмы реакций
Программа bomb0d: расчет объемного самовоспламенения
Вопросы для самоконтроля
Молекулярный перенос
Предварительные замечания
Подходы к описанию процессов молекулярного переноса
Теплопроводность газовой смеси
Вязкость газовой смеси
Диффузия в бинарной и многокомпонентной смеси
Эффекты Соре, Дюфура и бародиффузия
Заключительные замечания
Вопросы для самоконтроля
Горение в ламинарном потоке
Предварительные замечания
Ламинарное пламя в горючей смеси
«Тепловая» теория (модель) ламинарного пламени
Пример определения un по «тепловой» модели
Экспериментальные данные по нормальным скоростям горения
Программа flame1d: расчет волны ламинарного горения
Ламинарное диффузионное горение
Вопросы для самоконтроля
Горение в турбулентном потоке
Предварительные замечания
Качественное рассмотрение турбулентного горения
Экспериментальные данные по скоростям турбулентного горения
Турбулентное диффузионное горение
Прямое численное моделирование турбулентного горения
Осреднение параметров в турбулентных потоках
Уравнения сохранения для осредненного течения
Модели турбулентного переноса
Модели осредненной скорости реакций
Моделирование крупных вихрей
Программа fire3d: расчет горения по МКВ
Вопросы для самоконтроля
Горение гетерогенных смесей
Предварительные замечания
Гетерогенные и дисперсные смеси
Уравнения механики сплошных гетерогенных сред
Модели межфазных взаимодействий
Феноменологические модели испарения одиночной капли
Сгорание капли топлива в атмосфере окислителя
Гетерогенные ламинарные пламёна
Вопросы для самоконтроля
Условия возникновения и распространения горения
Предварительные замечания
Виды и способы воспламенения
Способы вынужденного воспламенения
Пределы распространения пламени
Стабилизация пламени
Вопросы для самоконтроля
Детонационное горение
Предварительные замечания
Элементарная теория детонации
Структура фронта детонационной волны
Вопросы для самоконтроля
Особенности сгорания в поршневых ДВС
Предварительные замечания
Сгорание в двигателях с принудительным воспламенением
Сгорание в двигателях с воспламенением от сжатия
Токсичность продуктов сгорания ДВС
Комплексное снижение токсичности ДВС
Вопросы для самоконтроля
Моделирование унифицированного рабочего процесса ДВС
Предварительные замечания
Унифицированный рабочий процесс ДВС
Задачи моделирования унифицированного РП ДВС
Программа chamber0dдля моделирования РП ДВС
Оценка эффективности цикла ДВС на обводненном этаноле
Моделирование развития топливовоздушного факела
Список литературы
Список обозначений и сокращений
Введение
Законы сохранения для потока смеси реагирующих газов
Предварительные замечания
Законы сохранения для движущейся реагирующей смеси
Законы сохранения для открытой термодинамической системы
Вопросы для самоконтроля
Термодинамические соотношения
Предварительные замечания
Массовый состав смеси и уравнения состояния общего вида
Уравнения состояния газообразных компонентов и смесей
Мольные концентрации и мольный состав смеси
Объемный состав смеси
Связь мольных долей с массовыми долями
Внутренняя энергия и энтальпия компонентов и смеси
Элементарный расчет состава продуктов сгорания
Элементарный расчет параметров продуктов сгорания при p = const и v = const
Основы химической термодинамики
Способы расчета равновесного состава и параметров смеси
Вопросы для самоконтроля
Химическая кинетика газофазных реакций
Предварительные замечания
Формальные соотношения кинетики реакций
Механизмы реакций
Программа bomb0d: расчет объемного самовоспламенения
Вопросы для самоконтроля
Молекулярный перенос
Предварительные замечания
Подходы к описанию процессов молекулярного переноса
Теплопроводность газовой смеси
Вязкость газовой смеси
Диффузия в бинарной и многокомпонентной смеси
Эффекты Соре, Дюфура и бародиффузия
Заключительные замечания
Вопросы для самоконтроля
Горение в ламинарном потоке
Предварительные замечания
Ламинарное пламя в горючей смеси
«Тепловая» теория (модель) ламинарного пламени
Пример определения un по «тепловой» модели
Экспериментальные данные по нормальным скоростям горения
Программа flame1d: расчет волны ламинарного горения
Ламинарное диффузионное горение
Вопросы для самоконтроля
Горение в турбулентном потоке
Предварительные замечания
Качественное рассмотрение турбулентного горения
Экспериментальные данные по скоростям турбулентного горения
Турбулентное диффузионное горение
Прямое численное моделирование турбулентного горения
Осреднение параметров в турбулентных потоках
Уравнения сохранения для осредненного течения
Модели турбулентного переноса
Модели осредненной скорости реакций
Моделирование крупных вихрей
Программа fire3d: расчет горения по МКВ
Вопросы для самоконтроля
Горение гетерогенных смесей
Предварительные замечания
Гетерогенные и дисперсные смеси
Уравнения механики сплошных гетерогенных сред
Модели межфазных взаимодействий
Феноменологические модели испарения одиночной капли
Сгорание капли топлива в атмосфере окислителя
Гетерогенные ламинарные пламёна
Вопросы для самоконтроля
Условия возникновения и распространения горения
Предварительные замечания
Виды и способы воспламенения
Способы вынужденного воспламенения
Пределы распространения пламени
Стабилизация пламени
Вопросы для самоконтроля
Детонационное горение
Предварительные замечания
Элементарная теория детонации
Структура фронта детонационной волны
Вопросы для самоконтроля
Особенности сгорания в поршневых ДВС
Предварительные замечания
Сгорание в двигателях с принудительным воспламенением
Сгорание в двигателях с воспламенением от сжатия
Токсичность продуктов сгорания ДВС
Комплексное снижение токсичности ДВС
Вопросы для самоконтроля
Моделирование унифицированного рабочего процесса ДВС
Предварительные замечания
Унифицированный рабочий процесс ДВС
Задачи моделирования унифицированного РП ДВС
Программа chamber0dдля моделирования РП ДВС
Оценка эффективности цикла ДВС на обводненном этаноле
Моделирование развития топливовоздушного факела
Список литературы