Горение газов в гетерогенных системах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.17, доктор физико-математических наук Какуткина, Наталья Александровна

• Какуткина, Наталья Александровна
• доктор физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Какуткина, Наталья Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ ГАЗОВ.

1.1. Теоретические модели фильтрационного горения газа.

1.2. Результаты экспериментального исследования фильтрационного горения газа.

2. ОСОБЕННОСТИ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ ВОДОРОДО-, ПРОПАНО- И МЕТАНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

В ИНЕРТНЫХ ПОРИСТЫХ СРЕДАХ.

2.1. Эффекты чисел Льюиса при фильтрационном горении газа.

2.2. Экспериментальная установка.

2.3. Экспериментальные результаты.

2.4. Анализ результатов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Горение газов в гетерогенных системах»

Актуальность работы. Описание процессов горения газов в гетерогенных системах, то есть системах, включающих конденсированную фазу, представляет собой, с одной стороны, фундаментальную проблему, обладающую богатейшей физикой, а с другой стороны, имеет большое практическое значение, обусловленное участием конденсированной фазы в процессе горения в большинстве промышленных горелок и технологических процессов. Примерами гетерогенных систем горения являются волны газового горения в аэрозолях, пористых средах, узких трубках, горение газов в загроможденных пространствах. Проблемы прогнозирования процессов горения в гетерогенных системах еще далеки от полного решения. Недостаточность фундаментальных знаний о процессах горения в таких системах ограничивает решение прикладных задач и разработку адекватных технологических регламентов. Сложность процессов горения в гетерогенных системах обусловлена разнообразием типов межфазного взаимодействия и элементарных физических и химических процессов, участвующих в процессе горения. Сюда относятся межфазный тепло- и массообмен, кондуктивный перенос тепла в системе по газовой и конденсированной фазам, диффузионный и конвективный перенос тепла и массы по газовой фазе, гомогенные или гетерогенные химические реакции, гидро- и аэродинамическое взаимодействие газа с конденсированной фазой, возможные фазовые превращения. В различных гетерогенных системах доминируют те или иные физические процессы, определяющие характеристики, режимы и закономерности процесса горения. Выбор гетерогенных систем горения в данной работе обусловлен стремлением выявить роль различных физических факторов. В частности, в рамках диссертации рассмотрены следующие гетерогенные системы: 1. фильтрационное горение газов (ФГГ) в пористых средах как пример системы с сильным тепловым межфазным взаимодействием;

2. фильтрационное горение жидких монотоплив — система аналогичная предыдущей, но осложненная фазовыми превращениями;

3. горение водоосновных пен, заполненных горючим газом — система с жидким каркасом; подвергающимся деструкции в процессе горения;

4. горение газа в закрытых загроможденных сосудах — как пример системы с сильным газодинамическим взаимодействием.

Цели и задачи работы. Целью работы является разработка физико-математических моделей горения гомогенных газовых смесей в гетерогенных системах, проверка их работоспособности на экспериментальном материале, анализ на основе полученных моделей закономерностей горения в гетерогенных системах в плане объяснения экспериментальных результатов и практических применений, требующих прогноза поведения» системы в различных параметрических условиях. В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

- получение экспериментальных данных по горению газов в выбранных гетерогенных системах;

- создание физических моделей горения газов;

- разработка соответствующих математических моделей;

- разработка методов их решения;

- анализ закономерностей горения на основе разработанных моделей;

- проверка работоспособности моделей на экспериментальном материале.

Структура диссертации. Диссертация состоит из девяти глав, шесть из которых посвящено изучению малоисследованных аспектов фильтрационного горения газа. В связи- с этим первая глава посвящена анализу состояния исследований фильтрационного горения- газа на момент проведения данной работы. Во второй главе приведены результаты экспериментального исследования особенностей фильтрационного горения метано- пропано- и водородо-воздушных смесей. Следующие четыре главы посвящены изучению нестационарных процессов фильтрационного горения газа. В третьей главе дан анализ некоторых явлений неустойчивости волн ФГГ, наблюдаемых экспериментально. В четвертой главе рассмотрены закономерности стационарных и нестационарных сферических волн ФГТ. В пятой главе рассмотрен важный прикладной аспект ФГГ - процесс "прогорания" огнепреградителей и дан анализ путей улучшения защитных свойств огнепреградителей. Шестая глава посвящена изучению нестационарных переходных волн ФГГ при изменении характеристик пористой среды и газового потока. Эти исследования имеют принципиальное значение для создания горелок с бегущими волнами ФГГ (гомогенный реверс-процесс). В седьмой главе дан теоретический анализ нового раздела фильтрационного горения, идеологически тесно связанного с ФГГ - фильтрационного горения жидких монотоплив. В восьмой главе представлена полуэмпирическая математическая модель горения водоосновных пен, заполненных горючими газами. Девятая глава посвящена изучению эффектов ускорения горения газа в закрытых загроможденных сосудах разного объема.

Научная новизна представляемой работы состоит в создании работоспособных математических моделей горения газа в ряде гетерогенных систем, позволивших понять ранее не находившие объяснения экспериментальные факты, прогнозировать поведение этих систем в различных параметрических условиях и обосновать пути усовершенствования практических устройств горения.

Впервые экспериментально обнаружено занижение температуры в волне ФГГ относительно термодинамически равновесной для бедных водородо-, богатых пропано-воздушных смесей и во всем диапазоне составов метано-воздушных смесей.

Объяснено неизменно проявляющееся на эксперименте явление -наклонная неустойчивость спутных волн ФГГ.

Впервые проведены систематические экспериментальные и теоретические исследования нестационарных волн ФГГ: сферических волн

ФРГ, нестационарных эффектов, индуцированных изменением параметров системы, процесса формирования волны ФГГ пламенем, стабилизированным на поверхности пористой среды.

Разработаны теоретические основы нового1 раздела: фильтрационного; горения — фильтрационного^ горения жидких монотоплив. Проанализированы закономерности процесса фильтрационного) горения жидких монотоплив, что позволило установить наличие двух, режимов, в этой системе и провести аналогию с фильтрационным^ горением; газа; Теоретически предсказана возможность- адиабатических пределов горения по скорости фильтрации, проанализирована их природа.

Разработана феноменологическая модель горения- водогорючих пен.

Практическая- значимость. Разработаны, теоретические основы процесса: "прогорания" промышленных огнепреградигелей,. что позволило установить пути повышения их огнестойкости.

На основе изучения сферических волн ФРГ предложены метод стабилизации: волны. ФГГ в пористой среде и упрощенный: метод определения адиабатической температуры горения газовой смеси, что отражено в патентах [104, 105]. ■."/' :

Разработанная модель фильтрационного горения жидких монотоплив может быть использована для прогнозирования поведения жидкостных горелок на основе фильтрационного горения.

На основе результатов масштабного; моделирования внутренних газовых взрывов в загроможденных сосудах предложен? метод: оценки скорости горения в полномасштабных' загроможденных сосудах на основе маломасштабных моделей.

На защиту выносится совокупность результатов исследований; волн газофазного горения в гетерогенных;системах:

1. Результаты экспериментального исследования особенностей фильтрационного горения водородо-, пропано- и метано-воздушных смесей и их интерпретация.

2. Модели очаговой и наклонной неустойчивости волн ФПГ.

3. Результаты экспериментальных и теоретических- исследований закономерностей распространения сферических волн ФГГ.

4. Результаты экспериментального изучения и теоретического анализа процесса прогорания пористых огнепреградителей.

5. Результаты экспериментального й теоретического изучения нестационарных волн ФЕЕ при изменении физических параметров системы.

6. Математическая модель фильтрационного горения? жидких монотоплив и анализ на ее основе закономерностей фильтрационного горения=жидкостей:

7. Математическая модель , горения» водоосновных пен,, заполненных горючим газом и ее- верификация на экспериментальном материале.

8г Экспериментальные результаты. масштабного моделирования горения тазов в закрытых загроможденных сосудах и предложенный на? их основе метод-оценки; скорости-горения^вшолномасштабных загроможденных сосудах.

Достоверность, результатов;,, Достоверность» экспериментальных результатов подтверждаетсяV выполнением тепловых балансов? в волнах горения, составленных на основе измеренных характеристик волн горения; Достоверность аналитических моделей обосновывается; применением классических уравнений горения, верифицированных методов! решения, выполнением частных случаев. Достоверность результатов- численного моделирования: обусловлена применением отработанных . численных технологий, выполнением частных тестов на задачах, имеющих аналитическое решение.

Апробация работы. Результаты диссертационных исследований докладывались на; IV и V Международном семинаре по структуре пламен (Новосибирск, 1992, 2005), 25 Международном симпозиуме по горению (1994 г.), Всесоюзном Симпозиуме по горению и взрыву (Суздаль, 1989 г.), на Международной конференции по горению, посвященной памяти Зельдовича (Москва, 1994 г.), 9 Симпозиуме по горению и взрыву в Черноголовке (1996 г.), Международном Симпозиуме по химии пламени (Алма-Ата, 1997), 4 Международной школе-семинаре в Минске (2001 г.), Международном симпозиуме "Actual problems of physical hydroaerodynamics" (1999 г.), 16 Международном симпозиуме по процессам горения в Польше (1999 г.), Международной конференции «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» в Томске (2002 г.), II Международном симпозиуме "Горение и плазмохимия" в Алма-Ате (2003 г.), 16 Международной конференции по химическим реакторам в Берлине (2003 г.), Международной конференции "Сопряженные задачи механики реагирующих сред, информатики и экологии" в Томске (2007 г.), Всероссийской конференции "Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф." в Барнауле (2007 г.), Международной конференции по методам аэродинамических исследований в Новосибирске (2008 г.), 7 Международной конференции "Mathematical modeling of dangerous natural phenomena and catastrophes" в Томске (2008 г.), II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Энергетические, экологические и технологические проблемы экономики (ЭЭТПЭ-2008)" в Барнауле (2008 г.), а также на семинарах в ИХКГ СО РАН, Институте теплофизики СО РАН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 56 печатных работ, в том числе статей 43, получено 2 патента. Основные материалы диссертации представлены в публикациях [84, 86, 91, 95, 97, 145-199].

Работа выполнена в Институте химической кинетики и горения СО РАН. Исследования проводились в соответствии с планами научно-исследовательских работ ИХКГ СО РАН. Работа поддерживалась грантами РФФИ 94-03-08938, 96-03-32967, 96-03-32967, 99-03-32309, 03-03-32357, 07-0800123, COPERNICUS ICA-2 -СТ-2000-100035.

Заключение диссертации по теме «Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва», Какуткина, Наталья Александровна

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Проведены сравнительные экспериментальные исследования фильтрационного горения водородо-, пропано- и метано-воздушных смесей разного состава. Для богатых водородо- и бедных пропано-воздушных смесей получено согласование с теоретическими моделями ФГГ. Для остальных смесей выявлено занижение измеренных температур пористой среды в волне ФГГ относительно термодинамически рассчитанных. Предложена физическая модель, объясняющая занижение.

2. Теоретически получены критерии развития очаговой неустойчивости в • рамках модели селективной диффузии. Предложена модель виртуальных источников и стоков тепла, объяснившая развитие наклонной неустойчивости волн ФГГ.

3. Экспериментально и теоретически исследованы закономерности распространения сферических волн ФГГ. Показано, что в сферически симметричном потоке единственным стационарным состоянием является состояние стоячей волны, которая устойчива по отношению к сдвигу в расходящемся и неустойчива в сходящемся потоке. ¿ Получены , параметрические зависимости положения стоячей волны. Установлено, что в расходящемся потоке волны, инициированные по обе стороны от положения стоячей волны г*, сходятся к положению стоячей волны, а в сходящемся потоке, наоборот, расходятся от него. В результате исследований предложен способ автостабилизации волн ФГГ и способ определения адиабатической температуры газовых смесей.

4. Разработаны теоретические основы явления "прогорания" пористых огнепреградителей. Экспериментально и теоретически показано, что процесс прогорания состоит из двух стадий - нестационарной стадии формирования волны горения в пористом блоке и стадии стационарного распространения по нему. Установлены определяющие параметры и параметрические зависимости времени прогорания. В рамках предложенной модели проанализированы пути повышения огнестойкости огнепреградителей с канальными и засыпными пористыми средами.

5. Впервые проведены комплексные исследования переходных процессов при изменении характеристик газового потока или пористой среды. Показана возможность реализации следующих типов переходных процессов: переход с формированием новой стационарной волны горения; стабилизация волны ФГГ на границе сред; гашение при переходе через границу сред или изменении параметров газового потока; перескок через границу сред или при изменении газового потока с промежуточным образованием двухмодального профиля температуры ПС. Теоретически проанализированы механизмы переходных процессов.

6. Построена математическая модель фильтрационного горения жидкого монотоплива. В рамках модели показана возможность реализации двух стационарных режимов с различными доминирующими механизмами передачи тепла от пламени в.предпламенную зону. Установлена структура волн горения и параметрические зависимости скорости волны. Обнаружено наличие адиабатических пределов по скорости фильтрации, проанализирована их природа. Проверена работоспособность модели на экспериментальных данных по фильтрационному горению гидразина в узких трубках.

7. Разработана феноменологическая модель, горения водогорючих пен. Работоспособность модели протестирована на экспериментальном материале по горению пен с водородо-воздушными смесями.

8. Проведены исследования влияния масштаба на горение газовых смесей в закрытых сосудах с препятствиями при пропорциональном изменении размеров сосуда и препятствия. Предложена процедура раздельного учета эффектов ускорения горения за счет препятствий и за счет автотурбулизации горения.

Личный вклад автора. Все представленные в диссертации результаты получены лично автором или при его непосредственном участии. Постановка задачи по сферической волне ФГГ (глава 4) предложена Бабкиным B.C., проведение экспериментов, разработка теоретической модели, ее анализ проделаны автором. Работы по горению пен (глава 8) (проведение экспериментов, обработка и анализ результатов) проводились совместно с Замащиковым В.В., теоретическая модель горения пен разработана автором. Эксперименты по масштабному моделированию газовых взрывов (глава 9) проводились большим коллективом при непосредственном участии автора. Обобщение и анализ результатов проведены автором. В остальных разделах вклад автора определяющий.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает благодарность своему учителю и руководителю Бабкину B.C., основоположнику фильтрационного горения газов, определившему выбор основного направления исследований, а также коллегам и соавторам за помощь при проведении эксперментов и обсуждении работ: Буневу В.А., Замащикову В.А., Коржавину A.A., Намятову И.Е., Плеслову A.A., Рычкову А.Д.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Какуткина, Наталья Александровна, 2011 год

1. Равич М.Б. Поверхностное беспламенное горение. М.: Л.: Изд. АН СССР, 1949. 354 с.

2. Weinberg F.J. Combustion temperature: the future?//Nature. 1971. - V. 233. -P.239-241.

3. Weinberg F.J. The first half million gears of combustion research and day's burning problems. 15 Intern. Symp. on Combustion. — Pittsburg: The Combustion Institute, 1975. P. 1-17.

4. Jones A.R., Lloyd S.A., Weinberg F.J. Combustion in heat exchangers//Proc. Roy. Soc. 1978. - V. A360. - P. 97-115.

5. Takeno Т., Sato K. An excess enthalpy flame theory//Combustion Science and Technology. 1979. - V. 20. - P. 73-84.

6. Takeno Т., Sato K., Hase K. A theoretical study on an excess enthalpy flame. 18 th Symp. (Intern) on Combustion. Pittsburg: The Combustion Institute, 1981.-P. 465-472.

7. Kotany Y., Takeno T. An experimental study on stability and combustion characteristics of an excess enthalpy flame. 19th Symp. (Intern.) on Combustion. -Pittsburg: The Combustion Institute, 1982. P. 1503-1509.

8. Takeno T.A. A theoretical and experimental study on an excess enthalpy flame. Proceedings of workshop on the gas flame structure. P. II. Novosibirsk, 1984. -P. 237-265.

9. Бабкин B.C., В.И. Дробышевич, Ю.М. Лаевский, С.И. Потытняков. О механизме распространения волн горения в пористой среде при фильтрации газа//ДАН СССР. 1982. - Т. 265, №5.-С. 1157-1161.

10. Бабкин B.C., В.И. Дробышевич, Ю.М. Лаевский, С.И. Потытняков. Фильтрационное горение газов//Физика горения и взрыва. 1983. - Т. 19, № 2. - С. 17-26.

11. Лаевский Ю.М. О существовании решения системы уравнений, описывающих фильтрационное горение газов//ПМТФ. 1983. - № 6: - С. 67-71.

12. Бабкин B.C., Потытняков С.И., Дробышевич В.И., Лаевский Ю.М. Структура ^свойства пламен с избытком энтальпии. Структура газофазных пламен. Ч. II. Новосибирск. 1984. - С. 266-278:

13. Потытняков С.И., Лаевский Ю.М:, Бабкин B.C. Влияние теплопотерь на распространение стационарных: волн при фильтрационном горении газов// Физика горения и взрыва. 1984. - Т. 20, №1. - С. 19-26.

14. Лаевский Ю.М., Бабкин B.C., Дробышевич В.И., Потытняков С.И. К теории фильтрационного горения газов//Физика горения и взрыва; 1984. - Т. 20, №6. -С. 3-13. ;

15. Потытняков С.И., Бабкин B.C., Лаевский Ю.М:, Дробышевич В.И. Исследование тепловой структуры, волны фильтрационного горения газов// Физикаторения и взрыва. 1985. - Т. 21, №2. - С. 19-25.

16. Алдушин А.Н, Мержанов А.Г., Хайкин Б. И. Режимы послойного фильтрационного горения пористых материалов//Докл. АН СССР. 1974. -Т. 215, № 3'. - С. 612-615. ■'. ".'■ •

17. Алдушин А.П., Ивлева Т.П., Мержанов A.F. и: др: Распространение фронта горения в пористых металлических образцах при фильтрации окислителя. Процессы горения в химической технологии; Черноголовка, 1975. - С. 245-252:

18. Алдушин А.П., Мержанов А.Г., Сеплярский Б.С. К теории фильтрационного горения металлов//Физика горения и взрыва. 1976. - Т. 12, №3. -С. 323-332.

19. Лебедев А.Д., Сухов Г.С., Ярин Л.П. К теории фильтрационного горения// Физика горения и взрыва. 1977.-Т. 13, № 1. - С. 10-14.

20. Сухов Г.С., Ярин Л.П. Стационарные режимы фильтрационного горения// Физика горения и взрыва. 1979. - Т. 15, № 1. - С. 3-11.

21. Алдушин А.П., Сеплярский Б.С., Шкадинский КГ. К теории фильтрационного горения//Физика горения и взрыва. 1980. - Т.16, № 1. -С. 36-45.

22. Барелко В.В., Мержанов А.Г., Шкадинский К.Г. и др. Аналоги горения в гетерогенно-каталитических процессах. Химическая физика процессов горения и взрыва. Горение конденсированных систем. Черноголовка, 1977.-С. 32-36.

23. Киселев О.В., Ю.Ш. Матрос. Распространение фронта горения газовой смеси в зернистом слое катализатора//Физика горения и взрыва. 1980. -Т.16, №2.-С. 25-30.

24. Киселев О.В., Ю.Ш. Матрос. Определение параметров теплового фронта в гетерогенном- каталитическом реакторе. Применение математических методов и ЭВМ в каталитических исследованиях. Новосибирск: Ин-т катализа СО АН СССР; 1979. - С. 173-183.

25. Киселев О.В., Ю.Ш. Матрос, H.A. Чумакова. Явление распространения теплового фронта в слое катализатора//Распространение тепловых волн в гетерогенных средах. Новосибирск: Наука, 1988. - С.145-203.

26. Добрего К.В., Жданок С.А. Физика фильтрационного горения газов. -Минск: Институт тепло- и массообмена им. A.B. Лыкова НАНБ, 2002, 203 с.

27. Babkin V.S. Filtrational combustion of gases. Present state of affairs and prospects//Pure and Applied Chemistry. 1993. - Vol. 65, No. 2. - P.335-344.

28. Бабкин B.C., Бунев B.A., Коржавин A.A., Клименко A.C., Зубков В.И., Григорьев В.M. Горение газа в сосуде с высокопористой инертной средой// Физика горения и взрыва. 1985. - Т.21, № 5. - С. 17-22.

29. Лямин Г.А., Пинаев A.B. О режиме быстрого дозвукового горения газов в инеотной пористой среде с плавным подъемом давления в волне//Физика горения и взрыва. 1987. - Т. 23, № 4. - С. 27-30." . • , ■ 309

30. Пинаев А.В., Лямин Г.А. Основные закономерности дозвукового и детонационного горения газов в инертных пористых средах//Физика горения и взрыва. 1989. - Т.25,№ 4. - G. 75-85.

31. Попов О.Е., Когарко С.М., Фотеенко В.А.//Докл. АН СССР. 1974. - Т. 219, . № 3. - С. 592-595.

32. Kaufman C.W., Chuonjun У., Nichols J.A. Gaseous detonation in porous media. 19 Symp. (Int.) onf Combustion: -Pittsburgh, PA: The Combustion Institute, 1982. P. 591-597. .

33. Бабкин И.С., Дробышевич, В.И., Лаевский Ю.М С.И. Фильтрационное горение газов//Физика горения и взрыва. 1983. - Т. 19, №2.-С. 17-26. ' .

34. Лаевский Ю.М;, Мацокин A.M. Методы декомпозиции; решения : эллиитических и параболических краевых задач//Сиб. журн. вычисл. матем.- 1999. Т.2, № 4. - С.361-372. .

35. Лаевский Ю.М., Бабкин- B.C., Фильтрационное горение газа// Распространение тепловых волн в гетерогенных средах / Ю.Ш.Матрос. -Новосибирск: "Наука", 1988:;

36. Потытняков С.И., Бабкин B.C., Лаевский Ю.М., Дробышевич В.И. Исследование тепловой структуры волны фильтрационного горения газов// Физика горения и взрыва. 1985. - Т. 21, №2. - С. 19-25.

37. Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения. М.: Наука, 1980, 478 с.

38. Добрего К.В., Жданок С.А. Инженерный расчет характеристик фильтрационного горения на основе двухтемпературной одномерной модели//Инженерно-физический журнал. 1998. - Т. 71, N 3. - С. 424-432.

39. Замащиков В.В., Минаев С.С. Пределы распространения пламени в узком канале при фильтрации газа//Физика горения и взрыва. 2001. - Т. 37, № 1. -С. 25-31.

40. Футько С.И. О механизме ограничения максимальных температур в волнах фильтрационного горения газов//Физика горения и взрыва. 2003. - Т. 39, №2.-С. 15-25.

41. Минаев С.С., Потытняков С.И., Бабкин B.C. О неустойчивости фронта пламени при фильтрационном горении < газов//Физика горения и взрыва. -1994. Т. 30, № 3. - С. 49-54.

42. Kennedy L.A., Fridman А.А., Saveliev A.V. Superadiabatic combustion in porous media: wave propagation, instabilities. New type of chemical reactor//J. Fluid Mech. Research. 1996. - V. 22, No. 2. - P. 1-26.

43. Минаев С.С., Потытняков С.И., Бабкин B.C. Тепловая устойчивость искривленного газового пламени в пористых средах//Физика горения и взрыва. 1994. - Т. 30, № 5. - С. 39-43.

44. Добрего К.В., Жданок С.А. К теории термогидродинамической неустойчивости фронта фильтрационного горения газа//Физика горения и взрыва. 1999. - Т. 35, № 5. - С. 14-20.

45. Вайнштейн П.Б. Об устойчивости газового пламени в пористых средах// Физика горения и взрыва. 1992. - Т. 28, № 1. - С. 28-34.

46. Barra A.J., Diepvens G., Ellzey J.L., Henneke M.R. Numerical study of the effects of material properties on flame stabilization in a porous burner// Combustion and Flame. 2003. - V. 134. - P. 369-379.

47. Brenner G., Pickenacker K., Pickenacker O., Trimis D., Wawrzinek K., Weber T. Numerical and experimental investigation of matrix-stabilized methane-air combustion in porous inert media//Combustion and Flame. 2000. - V. 123. - P. 201-213.

48. K.V. Dobrego, S.A. Zhdanok, A.V. Krauklis, E.I. Khanevich and A.I. Zaruba. Investigation of the filtration combustion stability in cylinder porous body radiative burner//J. Eng. Phys. Thermophys. 1999. - V. 72. - P. 599-605.

49. Futko S.I., Dobrego K.V., Zhdanok S.A. Flame localization inside axis-symmetric cylyndrical and spherical porous media burners//Heat and Mass Transfer. 1998. - V. 41, No. 22. - P. 3647-3655.

50. Дробышевич В.И. Численное изучение горения в цилиндрической пористой горелке//Физика горения и взрыва. 2008. - Т. 44, № 3. - С. 262265.

51. Dhamrat R.S., Ellzey J.L. Numerical and experimental study of conversion of methane to hydrogen in a porous media reactor//Combustion and Flame. 2006. - V. 144. - P. 698-709.

52. Contarin F., Saveliev A.V., Fridman A.A., Kennedy L.A. A reciprocal flow filtration combustor with embedded heat exchangers: numerical study// International Journal of Heat and Mass Transfer. 2003. - V. 46, No. 6. - P. 949961.

53. Hoffman J.G., Echigo R., Yoshida H.,Tada S. Experimental Study on Combustion in Porous Media with a Reciprocating Flow System//Combustion and Flame. 1997. - V. 111. - P. 32-46.

54. Минаев С.С., Бабкин B.C. Распространение пламени в канале с переменным сечением при фильтрации газа//Физика горения и взрыва. -2001.-Т. 37, № 1.-С. 16-24.

55. Какуткина Н.А. Некоторые аспекты устойчивости горения газа в пористых средах//Физика горения и взрыва. 2005. - Т. 41, № 4. - С. 39-49.

56. Kee R.J., Rupley F.M., Miller J.A. CHEMKIN-II: A FORTRAN chemical kinetics package for the analysis of gas phase chemical kinetics / Sandia National Laboratories SAND 89-8009B. 1989.

57. Нестационарное распространение пламени / Маркштейн Дж.Г. М.: Мир, 1968, 437 с.

58. Лыоис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах. М.: Мир, 1968, 592 с.

59. Konnov A.A. On the cellular instability of flames of ternary mixtures. Proceedings of the European Combustion Meeting 'ECM-2003'. V. 1. France. Orleans. The French Section of the Combustion Institute. CD ROM. 2003. - P. 1-6.

60. Коржавин A.A., Бунев B.A., Бабкин B.C., Клименко A.C. Эффекты селективной диффузии при распространении и гашении пламени в пористой среде//Физика горения и взрыва. 2005. - Т. 41, № 4. - С. 50-59.

61. Hertzberg М. Selective diffusional demixing: occurrence and size of cellular flames//Progr. Energy Combust. Sci. 1989. - V. 15. - P. 203-239.

62. Sun C.J., Sung C.J., He L., Law C.K. Dynamics of weakly stretched flames: quantitative description and extraction of global flame parameters//Combustion and Flame. 1999.-V. 118.-P. 108-128.

63. Коржавин A.A., Бунев B.A., Гордиенко Д.М., Бабкин B.C. Поведение пламен, распространяющихся по пленкам жидкости на металлических подложках//Физика горения и взрыва. 1998. - Т. 34. № 3. - С. 15-18.

64. Лаевский Ю.М. О существовании решений системы уравнений, описывающих фильтрационное горение газа//ПМТФ. 1983. - № 6. - С. 6771.

65. Бабкин B.C., Потытняков С.И., Лаевский Ю.М., Дробышевич В.И. Пожаростойкость огнепреградителей. — В" сб. "Пожарная профилактика". ВНИИПО.- 1982.-М.-С. 111-114. ?

66. Стрижевский И;И., Заказнов В.Ф: Промышленные огнепреградители. М.: Химия, 1974,264 с. •

67. Babkin V.S., Korzhavin А.А., Bunev V.A., Bradley D. Problems of Porous Flame-Arresters: Effects of Lewis Numbers. 11-th International' Symposium "Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries", Paper Fullv

68. Texts Section D, / H.J.Pasman, J.Skarka, F.Babinec. PCHE-PetroChemEng, Praha, 2004. P. 4395-4400.

69. V.S.Babkin. The problems of porous flame arresters. Prevention of Hazardous Fires and Explosions / Zarko V.E. et al. Kluwer Academic Publishers, 1999. P. 199-213.

70. V.S.Babkin. Some problems of critical diameter. Proc. of the Second seminar on Fire and Explosion Hazards / Molkov V. Moscow, Russia, 1997. P. 113-125.

71. Розловский А.И. Основы техники взрывобезопасности при работе с горючими газами и парами. М.: Химия, 1980, 376 с.

72. Крошкина О.Г. Огнепреградители для длительной локализации пламени. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1984, 22 с.

73. Аэров М.Э., Тодес O.M., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем.- Ленинград: "Химия", 1979, 176 с.

74. НПБ 254-99. Огнепреградители и искрогасители. Общие технические требования. Методы испытаний. М.: МВД РФ. Государственная противопожарная служба, 1999.

75. Какуткина Н.А., Коржавин А.А., Мбарава М. Особенности фильтрационного горения водородо-, пропано- и метано-воздушных смесей в инертных пористых средах//Физика горения и взрыва. 2006. - Т. 42, № 4. - С. 8-20.

76. Гликин М.А. Эффективность и взрывобезопасность процессов химической технологии. Северодонецк: ХимТехнология. 2000.

77. Какуткина Н.А., Бабкин B.C. Характеристики стационарных сферических волн горения газа в инертных пористых средах//Физика горения и взрыва. -1998.-Т. 34, №2.-С. 9-19.

78. Таблицы физических величин. Справочник. / И.К.Кикоин. М.: Атомиздат, 1976, 1006 с.

79. Лыков А.В. Тепломассообмен: (Справочник). М.: Энергия, 1978, 156 с.

80. Takeno Т., Sato К. A theoretical and experimental study of an excess enthalpy flame. /In: Combustion in Reactive Systems. Progress in Astronautics and Aeronautics, v. 76, 1981.

81. Churchill S.W. Thermally stabilized combustion // Chem. Eng. Technol. 1989. No. 12. P. 249-254.

82. Какуткина H. А., Бабкин В. С. Закономерности распространения сферических волн фильтрационного горения газа в инертных пористых средах//Физика горения и взрыва. 1999. - Т. 35, № 1. - С. 60-66.

83. Лаевский Ю.М., Бабкин B.C. Стабилизированная волна горения газов в инертной пористой среде//Физика горения и взрыва. 2008. - Т. 44, № 5. - С. 8-15.

84. Потытняков С. И., Бабкин В. С., Лаевский Ю. М., Дробышевич В. И. Исследование тепловой структуры волны фильтрационного горения газов// Физика горения и взрыва. 1985. - Т. 21, №2. - С. 19-25.

85. Краткий справочник металлурга /Адрианов В. П. М.: Металлургиздат. 1960.

86. Какуткина Н.А., Мбарава М. Переходные процессы при фильтрационном горении газов//Физика горения и взрыва. 2004. - Т. 40, № 5, - С. 62-73.

87. Лаевский Ю.М., Яушева Л.В. Моделирование процессов фильтрационного горения газов в неоднородных пористых средах//Сибирский журнал вычислительной математики. 2009. - Т. 12, № 2. - С. 171-187.

88. Какуткина Н.А., Коржавин А.А., Намятов И.Г., Рычков А.Д. Закономерности распространения пламени через насадкукоммуникационных огнепреградителей//Физика горения и взрыва. 2007. -Т. 43,№4. -С. 23-38.

89. Howell J. R., Hall M.J., Ellzey J. I. Combustion of hydrocarbon fuels within porous inert media//Prog.Energy and Combust. Sci. 1996. - V. 22, No. 2. - P. 122-145.

90. Johansson R., Thunman H., Leckner B. Influence of intraparticle gradients in modeling of fixed bed combustion//Combustion and Flame. 2007. - V. 149. - P. 49-62.

91. Koshkin В. Yu., Bunev V. A., Babkin V. S., Laevsky Yu. M. The decomposition flame of hydrazine in inert porous media//Combust. Flame. 1995. - V. 103. - P. 143-150.

92. Какуткина H.A., Боровых И.В., Бабкин B.C. Способ сжигания газовых и паровых смесей. Патент №2100695. 1997.

93. Какуткина Н.А., Бабкин B.C. Боровых И.В. Способ измерения адиабатической температуры горения газовых смесей и камера сгорания для его осуществления. Патент №2112962. 1998.

94. Мержанов А.Г., Хайкин Б.И. Теория волн горения в гомогенных средах. Академия наук СССР. Институт структурной макрокинетики. Черноголовка, 1992. 161 с.

95. Новожилов Б .В. Адиабатические пределы горения конденсированных систем//ДАН.-2001.- Т. 378, № 3. С. 359-362.

96. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. -М.: Химия, 1975. 263 с.

97. Канн К.Б. Капиллярная гидродинамика пен. Новосибирск: Наука. 1989. -164 с.

98. Shinoda K., Nomura T. Miscibility of fluorocarbon and hydrocarbon in micelles and liquid mixtures. Basic studies of oil repellent and fire extinguishing agents// J. Phys. Chem. 1980. - V. 84. No, 4. - P. 365-368.

99. Кругляков П.М., Ексерова Д.Р. Пена и пенные пленки. М.: Химия. 1980. -426 с.

100. Sait-Cloud J.P., Peraldi О. Detonation in explosive foam. Progr. Astron. Aeron. V. 94. Dinamics of Shock Waves, Explosions and Detonation. N.Y.: AIAA Inc., 1984. - P. 302.

101. Кудинов B.M., Паламарчук В.И., Лебедь С.Г., Борисов А.А., Гельфанд Б.Е. Особенности распространения детонационных волн в водномеханической пене, образованной горючей газовой смесью//Докл. АН СССР. 1977. - Т. 234, №1.-С. 45-47.

102. Segev G., Hasson A., Siman М. et.al. Detonation waves through foam. Abstracts of 22 th Symp. (Int.) on Combustion. Pittsburg: The Combustion Institute. -1988.-P. 56.

103. Фролов C.M., Гельфанд Б.Е. К вопросу о подавлении детонации завесами и пенами//Физика горения и взрыва. 1991. - Т. 27, №6. - С. 116-123.

104. Burgoyne J.H., Steel A.J. Flammability of methane-air mixture-in water-base foams//Fire Research Abstracts and Reviews. 1962. - V. 4, No. 1. - P. 87.

105. Andrews G.E., Bradley D. The burning velocity of methane-air mixtures. Combustion and Flame. 1972. - V. 19. - P. 275-283.

106. Andrews G.E., Bradley D. Determination of burning velocity by double ignition in a close vessel//Combustion and Flame. 1973. - V. 20. - P. 77-84.

107. Дерягин Б.В., Чураев H.B. Смачивающие пленки. М.: Наука. - 1984, 399 с.

108. Фукс Н.А. Испарение и рост капель в газообразной среде. М.: Изд-во АН СССР. - 1958.

109. Зайцев С.А., Кузнецов В.Р., Кунцев Г.М. Влияние прогрева й испарения жидкого топлива на горение в модельной камере сгорания.//Физика горения и взрыва. 1991. - Т. 27, № 6. - С. 45-49.

110. Hjertager В.Н. Influence of turbulence on gas explosion//J. Haz. Mater. 1984. -V. 9.-P. 315-317.

111. Bradley D., Lau A.K.C. The mathematical modeling of premixed turbulent combustion//Pure Appl. Chem. 1990. - V. 62. - P. 803-811.

112. Eckhoff R.K. Influence of turbulence on the maximum pressure generated in dust explosion in a vented 500 m silo cell//Arch. Combust. 1985. - V. 5, No. 1. -P. 69-81.

113. Bradley D., Mitcheson A. The venting of gaseous explosions in spherical vessels. I. Theory//Combustion and. Flame. 1978. - V. 32. - P. 221-236.

114. Баратов A.H., Мольков B.B., Агафонов B.B. Закономерности сгорания гомогенных газовых смесей в негерметичных сосудах//Агс11. Combust. -1988. V. 8, No. 2. - С. 179-195.

115. Бабкин B.C., Сеначин П.К., Крахтинова Т.В. Особенности динамики сгорания газа в закрытых сосудах при разных законах изменения поверхности пламени//Физика горения и взрыва. 1982. - Т. 18, № 6. -С. 14-20.

116. Бабкин B.C., Бабушок В.А., Суюшев В.А. Динамика турбулентного сгорания газа в замкнутом объеме//Физика горения и взрыва. 1977. - Т. 13, № 3. - С. 354.

117. Yao С. Explosion venting of low-strength equipment and structures//Loss Prevention. 1974. - V. 8. - P. 1-9.

118. Chippett S. Modeling of vented deflagration//Combust. Flame. 1984. - V. 55. -P. 127-140.

119. Tufano V., Crescitalli S., Russo G. On the design of venting systems against gaseous explosion//J. Occupational Accidents. 1979. - No. 3. - P. 143-152.

120. Бабкин B.C., Бабушок В.И., Сеначин П.К. Моделирование динамики взрыва в закрытых сосудахУ/Arch. Combust. 1982. - V. 2, № 3/4. - Р. 227241.

121. Бабкин B.C., Бухаров В.Н., Мольков В.В. Нормальная скорость пламени пропановоздушных смесей при высоких давлениях и температурах// Физика горения и взрыва. 1989. - Т. 25, № 1. - С. 57-63.

122. Бабкин B.C., Выхристюк А.Я., Кривулин В.Н., Кудрявцев Е.А. Конвективная неустойчивость сферических пламен//Arch. Combust. 1984. - V. 4, No. 4. - P. 322-327.

123. Кузнецов B.P., Сабельников В.А. Турбулентность и горение. М.: Наука. -1986, 288 с.

124. Sapko M.Y., Furno A.L., Kuchta Y.M. Flame and pressure development of large-scale CH4-air-N2 explosion. Report No. 8176. Washington, US: Bureau of Mines. - 1976, 32 p.

125. Гостинцев Ю.А., Истратов А.Г., Шулянин Ю.В. Автомодельный режим распространения свободного турбулентного пламени в перемешанных газовых смесях //Физика горения и взрыва. 1988. - Т. 24, № 5. - С. 63-70.

126. Bartknecht W. Explosionen. Ablauf und Schutz maßnahmen. Berlin; Heidelberg; New York: Springer-Verlag. - 1980, 266 S.

127. Moen I.O., Lee J.H.S., Hjertager B.H., Fuhre K., Eckhoff R.K. Pressure development due to turbulent flame propagation in large-scale methane-air explosions//Combust. Flame. 1982. - V. 47. - P. 31-52.

128. Babkin V.S., Kakutkina N.A., Zamaschikov V.V. Characteristics of water-base foam combustion. 25 Intern. Symp. on combustion. Pittsburg: The combustion Institute, 1994. - P. 1627-1634.

129. Kakutkina N.A., Zamaschikov V.V., Babkin V.S. Mechanism of flame propagation in foams. Proceed. Zeldovich Memorial. Combustion, detonation, shock waves. V. 2. /Merzhanov A.V., Frolov S.M., Ed.- Moskow: Энас Publisher, 1995. P. 229-231.

130. Kakutkina N.A., Korzhavin A.A., Zamashchikov V.V., Pleslov А.А., Babkin V.S. Scale modelling of internal gas explosions. Proc. I-st Intern. Seminar on Fire- and Explosion Hazard of Substances and Venting Deflagrations. /Ed.

131. V.Molkov, Moscow: All Russian Research Institute for Fire Protection. 1995. -P. 225-230.

132. Какуткина H.A., Коржавин A.A., Бабкин B.C., Замащиков B.B., Плеслов А.А. Масштабное моделирование газовых взрывов в закрытых сосудах// Физика горения и взрыва. 1996. - Т.32, № 6. - С. 20-28.

133. Какуткина Н.А., Бабкин B.C. Типы стоячих волн горения газа в пористых средах. Химическая физика процессов горения и взрыва. 9 Симпозиум по горению и взрыву. Т. 1, часть II. Черноголовка, 1996. - С. 164-166.

134. Kakutkina N.A., Babkin V.S. Spherical waves of gas combustion in inert porous media. Intern. Symp. Chemistry of Flame Front. Abstracts. Almaty. 1997. P. 47-49.

135. Kakutkina N.A., Babkin V.S. Types of standing waves generated by gas combustion in inert porous media//Chem. Phys. Reports. 1997. - V. 16, No. 9. -P. 1551-1562.

136. Какуткина H.A., Бабкин B.C. Типы стоячих волн горения газа в инертных пористых средах//Химическая физика. 1997. - Т. 16, № 9. - С. 35-43.

137. Kakutkina N.A., Bunev V.A., Babkin V.S. Filtration combustion of liquid monofuels. Modern problems of combustion and its applications. 3 Intern School-Seminar.-Minsk, 1999. P. 17-20.

138. Kakutkina N.A., Bunev V.A. Modeling of filtration combustion of liquid monofuels. Abstracts of Intern. Symp. Actual Problems of Physical Hydroaerodynamics. — Novosibirsk, 1999. P. 56.

139. Kakutkina N.A., Bunev V.A., Babkin V.S. Filtration combustion of liquid monofuels. Abstracts 16 Intern. Symp. on Combustion Processes. Kazimierz Dolny, 1999.-P. 125.

140. Kakutkina N.A., Bunev V.A. Filtration Combustion of Liquid Monofuels// Russian J. of Engineering Thermophysics. 2000. - V. 10, No.l. - P. 55-63.

141. Какуткина H.A., Бунев В.А. Фильтрационное горение жидких монотоплив //Физика горения и взрыва. 2001. - Т. 37, № 4. - С. 34-40.

142. Kakutkina N.A. Regimes of fluid filtration combustion. Modern Problems of Combustion and its Applications. 4 Intern School-Seminar. — Minsk, 2001. P. 18-22.

143. Kakutkina NA., Babkin V.S., Mbarawa M. Transition processes at filtration gas combustion. 29 Intern. Symp. Combustion. Abstracts of work-in-progress poster presentations. Pittsburg: The Combustion Institute. 2002. - P. 107.

144. Бабкин B.C., Бунев В.А., Какуткина Н.А., Лаевский Ю.М., Намятов И.Г. Некоторые аспекты реверс-процесса с газофазной реакцией окисления метана. II Международн. Симпозиум Горение и Плазмохимия. — Алматы,2003.-С. 21-23.

145. Babkin V.S., Bunev V.A., Kakutkina N.A., Laevskii Ju.M., Namjatov I.G. , Aspects of reverse-process with gas-phase reaction for methane oxidation. 16 Intern. Conf.on Chemical Reactors. CHEMREACTOR-16. Berlin,- 2003. - P. 260-261.

146. Бабкин B.C., Бунев B.A., Какуткина H.A., Лаевский Ю.М., Намятов И.Г. Проблемы реверс-просесса с газофазной реакцией окисления метана// Горение и плазмохимия. 2003. - Т. 1, № 4. - С.357-370.

147. Какуткина Н.А. Некоторые аспекты устойчивости горения газа в пористых средах//Физика горения и взрыва. 2005. - Т. 41, № 4. - С. 39-49.

148. Какуткина H.A., Коржавин A.A., Мбарава M. Особенности фильтрационного горения водородо-, пропано- и метано-воздушных смесей в инертных пористых средах//Физика горения и взрыва. 2006. - Т. 42, № 4. - С. 8-20.

149. Какуткина H.A., Коржавин A.A., Намятов И.Г., Рынков А. Д. Экспериментальное и теоретическое исследование процесса прогорания засыпных огнепреградителей//Пожарная безопасность. 2006. № 5. - С. 5972.

150. Mbarawa M., Kakutkina N.A., Korzhavin A.A. Combustion of heavy fuel oils in porous media. The 17th Intern. Symp. on Transport Phenomena. Tayama: Tayama Intern. Conference Senter, 2006. http://www.pac.ne.jp/istpl7/. ISBN 1930746-03-2.

151. Коржавин A.A., Вьюн A.B., Какуткина H.A., Намятов И.Г., Бабкин B.C. Свободно-конвективный режим распространения пламени над пленкойтоплива на подложке//Физика горения и взрыва. 2007. - Т. 43. № 5. - С. 2130.

152. Какуткина Н.А., Коржавин А.А., Рынков П.К., Сеначин П.К. Особенности прогорания засыпных и канальных огнепреградителей/ТПолзуновский вестник. 2007. - № 4. - С. 33-38.

153. Korzhavin A.A., Kakutkina N.A., Namyatov I.G. Flame spreading over fuel films counter gas flow. ICMAR. International Conference on the Methods of Aerophysical Research. Abstracts. Part II. /V.M. Fomin Novosibirsk: Parallel, 2008. -P.231-232.

154. Какуткина H.A., Коржавин A.A., Рынков А. Д. Математическое моделирование работы пористых огнепреградителей в режиме прогорания //Вычислительные технологии. 2008. - Т. 13. - С. 212-219.

155. Коржавин A.A., Какуткина H.A., Намятов И.Г., Рычков А.Д., Сеначин П.К. Моделирование работы огнепреградителя в режиме, прогорания// Проблемы безопасности и ЧС. 2008. - №3. -С. 36-52.

156. Н. А. Какуткина. Режимы фильтрационного горения жидких монотоплив// Физика горения и взрыва. 2008. - Т. 44. № 4. - С. 21-30.

157. Какуткина H.A. Предельные явления при фильтрационном.горении жидких монотоплив//Физика горения и взрыва. 2009. - Т. 45. № 2. - С. 29-39.

158. Какуткина H.A., Коржавин A.A., Рычков А.Д. Особенности прогорания пористых огнепреградителей засыпного и канального типа//Физика горения и взрыва.- 2009:- Т. 45. № 3. -С. 35-43;

159. Коржавин A.A., Какуткина H.A., Намятов И.Г. Распространение пламени над пленками топлива при встречном потоке газа//Физика горения и взрыва.- 2010. Т. 46. № 3. - С. 37-43.

160. Какуткина Н.А., Рынков А.Д. Моделирование нестационарных процессов фильтрационного горения газа//Физика горения и взрыва. 2010. - Т. 46. № З.-С. 44-51.

161. Какуткина Н.А., Рынков А.Д. Закономерности фильтрационного горения газа в неоднородной пористой среде//Физика горения и взрыва. 2010. - Т. 46. № 4. - С. 13-24.

162. Bradley D., Gaskell Р.Н., Gu XJ. Burning velocities, Markstein length, flame quenching for spherical methane-air flames: A computational study// Combustion and Flame. 1996. - V. 104. - P. 176-198.

163. Коржавин А.А., Бунев B.A., Бабкин B.C., Брэдли Д. Влияние чисел Льюиса на гашение гомогенных ламинарных пламен в узких каналах./ II Международный симпозиум «Горение и плазмохимия». 2003 г., КазНУ им. аль-Фараби, Алма-Ата, Казахстан. С. 160-163.

164. Карпов В.П., Соколик A.C. Ламинарные и турбулентные пламена распада гидразина//Журнал физической химии. 1964. -Т. 38. С. 1660-1662.

165. Алексеев А.П., Манелис Г.Б. Исследование горения жидкого гидразина с отбором газообразных продуктов непосредственно из пламени. 1980. - Т. 16.-№4.-С. 54-60.

166. ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СОКРАЩЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СИМВОЛОВ. Русский алфавит1. ПС пористая среда;

167. РВС — режим высоких скоростей;

168. РЗС режим звуковых скоростей;

169. РНС — режим низких скоростей;

170. ФГ — фильтрационное горение;

171. ФГГ фильтрационное горение газа;

172. Тт максимальная температура газа;и скорость волны горения;1. V скорость потока;