 |
MechMath
Механика и прикладная математика
|
Если Вы обнаружили
опечатку или неточность
на странице сайта,
выделите её и нажмите
Ctrl+Enter
Учебно-образовательная физико-математическая библиотека
Библиотека > Механика > Термодинамика, теплопроводность, диффузия, физико-химическая механика, кинетика > Книга
Книга
Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980
Скачать: djvu (9.06 M)
| Аннотация: | В монографии с единых позиций излагаются математические и физико-химические основы современной теории горения и взрыва. Она обобщает теоретические исследования по тепловому и цепному взрыву, теории поджигания, инициированию волны химического превращения, распространению ламинарного пламени, критическим явлениям при горении (устойчивости, пределам распространения, переходу от одного режима горения к другому), диффузионному горению неперемешанных газов и другим вопросам механики реагирующего газа. |
| Оглавление: | Предисловие.....3 Глава 1. ВВЕДЕНИЕ. ФУНДАМЕНТ НАУКИ О ГОРЕНИИ: ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И ПОНЯТИЯ.....7 § 1. Некоторые сведения из химической кинетики и термохимии.....8 Скорость химической реакции. Константа скорости реакции.....8 Химическое равновесие. Константа равновесия.....13 Теплота реакции.....16 Молекулярная энергетика горения.....22 Адиабатическая температура сгорания.....24 Сложные реакции. Метод квазистационарных концентраций.....27 Реакция водорода с хлором как пример цепной неразветвленной реакции.....28 Окисление азота при горении. Обратимая реакция при переменной температуре.....30 § 2. Самоускоряющиеся химические реакции и критические явления — взрыв и самовоспламенение. Теория Н. Н. Семенова.....35 Особенности взрывных реакций.....35 Цепное самовоспламенение. Реакция окисления водорода.....37 Тепловое самовоспламенение. Адиабатический тепловой взрыв.....43 Преобразование Д. А. Франк-Каменецкого.....48 Теория теплового взрыва по Н. Н. Семенову.....54 Период индукции теплового взрыва.....59 Анализ результатов теории теплового взрыва на «фазовой» плоскости.....61 § 3. Гомогенный химический реактор идеального перемешивания.....66 Способы осуществления процесса горения в потоке.....66 Стационарные режимы горения в гомогенном химическом реакторе.....68 Теплонапряженность процесса горения в химическом реакторе идеального перемешивания.....72 Влияние теплоотвода.....74 § 4. Ламинарные пламена.....79 Волны химической реакции. Почему они распространяются по горючей смеси.....79 Химическое превращение в пламени.....81 Подобие распределений температуры и концентраций в пламени.....84 Формула для нормальной скорости распространения пламени.....89 Некоторые выводы из формулы для скорости распространения пламени.....94 Теплонапряженность химической реакции в пламени.....99 Пределы распространения горения.....100 Изотермические пламена. Определяющая роль диффузии активных центров.....105 Всегда ли существует плоское стационарное пламя? Устойчивость пламени.....110 Литература.....114 Глава 2. СТАЦИОНАРНАЯ ТЕОРИЯ ТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА.....119 § 1. Основные предпосылки теории.....119 § 2. Условия теплового взрыва.....122 Тепловой взрыв в плоском реакционном..сосуде.....125 Сопоставление с теорией теплового взрыва Н. Н. Семенова.....127 Тепловой взрыв в цилиндрическом сосуде.....129 Тепловой взрыв в сферическом сосуде.....131 Тепловой взрыв при ньютоновском теплообмене на стенке.....133 § 3. Устойчивость решений стационарной теории теплового взрыва.....135 § 4. Некоторые общие свойства решений стационарной теории теплового взрыва в сосудах произвольной формы.....139 § 5. Численное исследование теплового взрыва. Эксперименты.....143 § 6. Применение идеи теплового взрыва в механике полимеров.....147 Литература.....149 Глава 3. ИНИЦИИРОВАНИЕ ВОЛНЫ ХИМИЧЕСКОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ В ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ. СТАЦИОНАРНЫЕ ПОСТАНОВКИ ЗАДАЧ.....152 § 1. Поджигание горючей смеси нагретыми поверхностями.....154 Теория зажигания накаленной плоской поверхностью.....154 Обобщение на случай произвольной температурной зависимости скорости химической реакции.....158 Расчет условий поджигания в конкретной теплофизической ситуации.....160 Учет выгорания вблизи нагретой поверхности.....162 Влияние кривизны поверхности на условия поджигания. Цилиндрическая поверхность.....164 Поджигание при обтекании нагретого тела потоком горючей смеси.....169 § 2. Стационарная теория поджигания накаленными поверхностями как промежуточная асимптотика нестационарного процесса.....175 Развитие поджигания во времени. Переход от теплового взрыва к поджиганию.....176 Влияние выгорания реагента на закономерности нестационарного процесса поджигания.....181 § 3. Инициирование химической реакции активными центрами.....182 Литература.....189 Глава 4. ЛАМИНАРНОЕ ПЛАМЯ.....191 § 1. Уравнения теории распространения пламени.....191 Основные представления и упрощения теории.....191 Распространение ламинарного пламени с постоянной скоростью. Структура фронта пламени, некоторые общие свойства.....195 § 2. О существовании и единственности стационарного решения системы уравнений теории распространения пламени.....203 Случай числа Льюиса, равного единице: подобие распределений температуры и концентрации.....203 Существование решения при произвольном постоянном числе Льюиса.....209 Единственность решения при 0<=Le(z)<1.....211 Расчет скорости распространения пламени методом «пристрелки».....213 § 3. Скорость и структура фронта пламени при большой энергии активации химической реакции.....215 Границы изменения скорости распространения пламени.....215 Асимптотическая формула для скорости распространения пламени.....216 Структура ламинарного фронта пламени.....217 Приближенный метод вывода формулы для скорости распространения пламени.....220 Метод сращиваемых асимптотических разложений в теории нормального распространения пламени 221 § 4. Спектр скоростей распространения пламени при скорости реакции, исчезающей в начальном состоянии. Распространение цепных изотермических пламен.....226 Задача А. Н. Колмогорова, И. Г. Петровского, Н. С. Пискунова.....228 Сводка результатов исследования существования и единственности решения задачи о скорости распространения пламени.....233 Распространение пламени по смеси, реагирующей при начальной температуре.....234 Режим спонтанного распространения химической реакции. Влияние начальных условий.....240 § 5. Формирование стационарного фронта ламинарного пламени.....242 Обзор аналитических исследований.....243 Применение численного метода установления к задаче о выходе на стационарный режим горения.....245 Стационарная волна горения как автомодельное решение второго рода.....251 § 6. Диффузионно-тепловая устойчивость ламинарных пламен.....252 Одномерная устойчивость распространения пламени в случае Le=1.....253 Распространение пламени в среде со слабо возмущенной начальной температурой.....257 Влияние диффузии и теплопроводности на устойчивость фронта пламени к пространственным возмущениям.....260 Диффузионное горение в перемешанной горючей смеси.....268 § 7. Пламя в потоке с градиентом скорости. «Растяжение» пламени.....272 § 8. Индукционный режим горения.....277 Режимы протекания экзотермической химической реакции в газовом потоке.....277 Анализ предельных случаев.....282 Горение конденсированных систем в индукционном режиме.....284 Литература.....286 Глава 5. СЛОЖНЫЕ И ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ В ПЛАМЕНАХ.....290 § 1. Теория пламени с многостадийным превращением: цель и методы.....290 Основная система уравнений; предположения и допущения.....290 Приближенный метод расчета горячих пламен со сложными и цепными реакциями.....293 Асимптотический метод в применении к пламенам со сложной структурой.....300 § 2. Пламена с неразветвленными цепными реакциями.....308 Структура и скорость распространения пламени при неразветвленной цепной реакции соединения двух веществ.....308 Расчет скорости пламени в смесях Н2–Cl2 и сравнение с экспериментальными данными.....318 § 3. Пламена с разветвленными цепными реакциями.....321 Особенности пламен с разветвленными цепными реакциями; простейшая схема разветвления цепи в горячем пламени.....321 Пламя в во дородно-кислородной горючей смеси. Простейшая модель явления.....24 § 4. Простые брутто-схемы многостадийных химических превращений в пламенах.....328 Последовательные химические реакции в пламенах; режимы «слияния», «управления» и «отрыва».....330 Параллельные химические реакции в пламени.....336 § 5. Холодные (изотермические) пламена.....339 Простейшая модель изотермического пламени.....340 Необходимые условия существования изотермического пламени в многокомпонентной смеси газов.....343 Численные расчеты скорости распространения холодного пламени в смеси CS2–O2, критические условия распространения, сравнение с экспериментом.....346 Литература.....350 Глава 6. ГАЗОДИНАМИКА ГОРЕНИЯ.....354 § 1. Перемещение пламени в потоке газа. Условие стационарного горения.....354 Распространение фронта пламени в заданном поле течения газа. Принцип Гюйгенса.....354 Условие стационарного горения. Угол Маха. Понятие удерживающей точки.....356 Пламя бунзеновской горелки.....358 Распространение фронта пламени в горизонтальной трубе.....362 Турбулентное горение (общие представления).....364 Пламя как поверхность газодинамического разрыва. Условия сохранения на фронте пламени. Адиабата Гюгонио.....366 Наклонный плоский фронт пламени.....370 Горение быстрого потока в трубе. Режим идеального перемешивания.....372 Быстрое горение в трубе. Неравномерное течение продуктов горения.....375 Фронт пламени — источник вихревых возмущений.....377 § 2. Горение в закрытых сосудах. Махе-эффект.....380 Отличие горения при постоянном объеме от горения при постоянном давлении. Средняя температура и давление в закрытом сосуде.....380 Послойное горение в закрытом сосуде. Эффект Махе.....382 Махе-эффект при горении газа. Случай постоянных и одинаковых показателей адиабаты для горючего газа и продуктов горения.....384 Распределение температуры в сферическом сосуде при центральном поджигании. Расчет диаграмм P(t), rf(t).....387 Экспериментальные проявления Махё-эффекта. Основные приближения теории и условия их выполнения.....390 Образование окиси азота при горении в закрытых сосудах.....393 § 3. Гидродинамическая неустойчивость пламени.....395 Постановка и решение задачи Л. Д. Ландау.....395 Обсуждение результатов исследования. Физическая интерпретация решения.....399 Эффекты, стабилизирующие плоский фронт пламени. Решение Маркштейна.....404 Рлияние ускорения на гидродинамическую неустойчивость пламени.....408 Влияние эффектов переноса на гидродинамическую неустойчивость пламени.....410 Исследование гидродинамической неустойчивости с использованием преобразования Лапласа.....414 Влияние вида начального возмущения на развитие гидродинамической неустойчивости во времени. Связь между исследованием Л. Д. Ландау и решением, полученным с помощью преобразования Лапласа.....418 Стационарные режимы горения после потери устойчивости плоским фронтом пламени.....419 Горение жидких взрывчатых веществ. Влияние поверхностного натяжения на устойчивость горения.....422 Распространение сферического пламени. Почему сферические пламенна привлекают внимание исследователей.....424 Как изменяется постановка задачи о гидродинамической устойчивости для сферического пламени.....426 Устойчивость сферического пламени по отношению к высшим гармоникам.....432 Обсуждение теоретических результатов и сравнение с экспериментальными наблюдениями сферических пламен.....434 § 4. Ускорение пламени и возникновение детонации в трубах.....439 Экспериментальные наблюдения возникновения детонации з трубах.....439 Распад произвольного разрыва в горючей смеси.....441 Распространение пламени от закрытого конца трубы. Порождение волны сжатия.....443 Почему пламя переходит в детонационную волну. Объяснение К. И. Щелкина.....445 Литература.....447 Глава 7. ДИФФУЗИОННОЕ ГОРЕНИЕ ГАЗОВ.....450 § 1. Общие свойства диффузионных пламен. Поверхность горения.....451 § 2. Задача Бурке–Шумана.....457 § 3. Предел диффузионного горения неперемешанных газов.....460 § 4. Диффузионное пламя противонаправленных струй окислителя и горючего.....463 Литература.....472 |
|
Научно-образовательный сайт MechMath содержит обширную информацию по математике и механике. Адрес сайта в Интернете: http://mechmath.ipmnet.ru/ Веб-сайт MechMath разработан при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 09-01-00343). Адрес веб-сайта: 119526 Москва, пр-т Вернадского, д. 101, корп. 1, Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН. © 2009–2024 А. Д. Полянин, А. И. Журов, А. Л. Левитин. |