CC BY
105
С. А. Лисаков [email protected]
II. ПОЖАРНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ FIRE AND INDUSTRIAL SAFETY
УДК 614.841.12:614.838
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОРЕНИЯ МЕТАНО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ НА НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ РАЗВИТИЯ
COMPUTER SIMULATION OF METHANE-AIR MIXTURES COMBUSTION AT ITS INITIAL DEVELOPMENT STAGE
С. А. Лисаков - инженер кафедры Бийского технологического института филиала ФГБОУ ВО « АлтГТУ им. И.И. Пол-зунова»
А. И. Сидоренко - соискатель, Бийский технологический институт филиала ФГБОУ ВО « АлтГТУ им. И.И. Пол-зунова»
А.Н. Павлов - канд. техн. наук, профессор кафедры Бийского технологического института филиала ФГБОУ ВО « АлтГТУ им. И.И. Ползунова»
Е. В. Сыпин - канд. техн. наук, доцент, профессор кафедры Бийского технологического института филиала ФГБОУ ВО «АлтГТУ им. И.И. Ползунова»
Г. В. Леонов - д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой Бийско-го технологического института филиала ФГБОУ ВО «АлтГТУ им. И.И. Ползунова»
S. A. Lisakov - chair engineer of Biysk Technological Institute (branch) of the Altay State Technical University, Russia, Biisk
A. I. Sidorenko - applicant of Biysk Technological Institute (branch) of the Altay State Technical University, Russia, Biisk
A. N. Pavlov - candidate of technical sciences, chair professor of Biysk Technological Institute (branch) of the Altay State Technical University, Russia, Biisk
Ye. V. Sypin - candidate of technical sciences, chair assistant professor of Biysk Technological Institute (branch) of the Altay State Technical University, Russia, Biisk
G. V. Leonov - doctor of technical sciences, professor, chair head of Biysk Technological Institute (Branch) Of The Altay State Technical University, Russia, Biisk
Описан подход к компьютерному моделированию горения метано-воздушных смесей на начальной стадии развития с использованием программного комплекса FlowVision. Описаны граничные условия и исходные данные для компьютерного моделирования горения метано-воздушной смеси в тупиковой выработке угольной шахты. Приведены данные о зависимости радиуса сферического фронта горения от времени и распределении температуры по радиусу сферического фронта горения в различные моменты времени, полученные в результате компьютерного моделирования. Определены видимая скорость горения (2,82 м/с) и нормальная скорость распространения пламени (0,37 м/с). Значение температуры горения метано-воздушной смеси, полученное в результате моделирования составляет 1933 °С. Установлено, что полученные результаты компьютерного моделирования в программном комплексе FlowVision согласуются с известными экспериментальными и расчетными данными.
An approach to computer simulation of methane- air mixtures combustion at an initial stage of development is described using FlowVision software. We describe The boundary conditions and input data for computer simulation of methane-air mixture combustion in a dead-end development of a coal mine are described. The data on the spherical radius combustion front dependence of different time points and temperature distribution along the radius of the spherical combustion front received as a result of computer simulation are shown. Apparent combustion rate (2.82 m/s) and the normal flame propagation velocity (0.37 m/s) are determined. The value of the combustion temperature of air - methane mixture resulting from computer simulation is 1933°C. It was found that the computer simulation results received with FlowVision software package correspond to the known experimental and theoretical data.
Ключевые слова: КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС FLOWVISION, МЕТАНО-ВОЗДУШНАЯ СМЕСЬ, ТЕМПЕРАТУРА ГОРЕНИЯ,
А.Н. Павлов [email protected]
37
НОРМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ, ВИДИМАЯ СКОРОСТЬ ГОРЕНИЯ, ФРОНТ ГОРЕНИЯ
Key words: COMPUTER SIMULATION, FLOWVISION SOFTWARE, METHANE - AIR MIXTURE, COMBUSTION TEMPERATURE, FLAME PROPAGATION NORMAL VELOCITY, APPARENT BURNING RATE, COMBUSTION FRONT
Введение
Разработка теоретических основ, методов и средств активного взрывопо-давления на потенциально опасных производствах и объектах со взрывоопасными газодисперсными средами с целью снижения риска и последствий техногенных аварий является актуальной задачей. Аварии, связанные с воспламенением метана и угольной пыли в угольных шахтах, являются наиболее тяжелыми по своим последствиям и в большинстве случаев носят характер катастроф [1-3]. Автоматические системы взрывоподавления на основе оптико-электронных приборов применяются для локализации взрывов на опасных производствах [4-9]. Номенклатура таких оптико-электронных приборов достаточно широка и включает как класс координатных приборов [4-7], так и некоординатных, реализующих различные принципы работы (многоспектральные, компенсационные и т.д.) [8-9].
При разработке и совершенствовании систем взрывоподавления необходимо знание механизма возникновения и развития горения топливно-воздушных (углеводородных) смесей. Важно, что контроль горения необходимо осуществлять на начальной стадии его развития (ламинарное горение) до перехода в более позднюю стадию взрыва [4-9].
Характер горения можно оценить как экспериментально, так и на базе математического моделирования. Исследования на основе моделирования являются менее затратными и более безопасными в отличие от экспериментальных исследований.
В работе [10] выполнена постановка задачи моделирования горения топливо-воздушных (углеводородных) смесей на начальной стадии развития на примере атмосферы угольных шахт. Рассмотрены параметры атмосферы угольных шахт, проанализирован механизм воспламенения и горения метановоздушных смесей, предложен подход к решению прикладной задачи моделирования и сформулированы исходные данные для проведения моделирования.
В результате компьютерного моделирования горения метано-воздушных смесей необходимо получить изменение температуры горения Т и радиуса г сферического фронта горения во
времени, начиная от момента поджигания мета-новоздушной смеси, а также получить значения видимой и нормальной скорости распространения пламени на начальной стадии.
В связи с вышеизложенным была сформулирована цель данной работы - провести компьютерное моделирование горения метано-воз-душных смесей на начальной стадии развития.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- определить основные аналитические зависимости для компьютерного моделирования горения метано-воздушных смесей на начальной стадии развития;
- провести исследование горения метано-воздушных смесей на начальной стадии развития на базе компьютерного моделирования;
- сопоставить результаты компьютерного моделирования с расчетными и экспериментальными данными других авторов.
Компьютерная модель горения метано-воздушных смесей на начальной стадии развития
Одним из подходов к решению задачи компьютерного моделирования горения является использование модели слабосжимаемой жидкости, позволяющей моделировать течение газовой смеси. Принимается допущение о том, что горение является одношаговой необратимой реакцией [11].
Моделирование горения метано-воздуш-ной смеси выполняется с помощью специализированного программного обеспечения FlowVision [11]. FlowVision является сертифицированным программным комплексом вычислительной аэрогидродинамики. Программный комплекс FlowVision верифицирован разработчиками на тестовых задачах по достоверным экспериментальным данным, приведённым в литературе [11].
При моделировании горения в программном комплексе FlowVision решаются полные (без упрощений) уравнения Навье-Стокса (уравнение неразрывности и уравнение движения), уравнение энергии, записанное через полную энтальпию, уравнение состояния газа, уравнения для скалярных величин, описывающих концентрацию топлива, окислителя, продуктов
сгорания. В FlowVision используется метод конечных объемов для решения уравнений аэрогидродинамики [11].
Модель горения FlowVision предполагает, что в смеси веществ присутствуют минимум три вещества и протекает одна необратимая брутто-реакция [12].
В FlowVision можно задать брутто-реак-цию, в которой образуется один продукт (в общем случае - смесь газов):
/+ ^о ^р, (1)
либо реакцию, в которой образуется два продукта:
/ + i1o + iзP2
(2)
где / - компонент «горючее»; о - компонент «окислитель»; р - компонент «продукты горения»; ¡1 - стехиометрический коэффициент при окислителе; ¡23 - стехиометрические коэффициенты при продуктах горения.
Если ¡3 = 0, то задана реакция (1). В этом случае
г3 = ^ + 1. (3)
Если > 0, то задана реакция (2). В этом случае коэффициенты .2, ¡3 вычисляются по стехиометрии реакции и молярным массам компонентов. В уравнениях, приведённых ниже, предполагается (более общая) реакция (2).
Для компонента «горючее» в общем случае решаются два уравнения: однородное для восстановленной массовой доли горючего:
(4)
и неоднородное - для истинной массовой доли горючего:
д(р7}) .
+ У ■ (-Г- V) + V - .- У. - = - У, (5)
и!
где р - плотность смеси, кг/м3; У-- истинная массовая доля горючего; V - вектор скорости потока газовой смеси, м/с; - диффузионный поток компонентов газовой смеси, кг м"2 с_1; Ш- - скорость реакции горения, кг/(м3с).
Здесь и далее звёздочкой (*) обозначены восстановленные массовые доли и диффузионные потоки компонентов газовой смеси.
Выражение для источникового члена уравнения (5) определяется выбранной моделью горения. Поскольку на начальной стадии горение можно считать ламинарным, то можно использовать модель Аррениуса. При этом скорость реакции горения Ш/ определяется кинетикой процесса, что справедливо при ламинарном течении смеси горючего и окислителя.
Для перемешанной до молекулярного уровня смеси топлива и окислителя скорость Ш брутто-реакции имеет вид закона Аррениуса:
Ш, = Г,. = АТ" к г-В/Таь* р2У"-У "о, (6)
— кт аЬ* г — О
где ТаЫ - абсолютная температура, К; А и В - кинетические константы (А=1010, В = 18400); ", "о -параметры кинетической реакции (п=0, "—=по=1); Уо - истинная массовая доля окислителя.
Кинетические константы в законе Аррениуса взяты из работы [13].
Истинная массовая доля окислителя восстанавливается следующим образом:
Г
(7)
Восстановленная массовая доля окислителя У* вычисляется по формуле (8):
Истинные массовые доли продуктов горения Ур1 и Ур2 вычисляются по формулам (9), (10):
Тл -
Ур1 =
УР2 -
Гр1 + V • Ь
- г2 + iз ;
= у' - У.
(9)
А/= Уг - У- . (10)
Удельная термодинамическая энтальпия находится в результате решения уравнений (11, 12) итерационным методом:
;
ы
(11)
.-■м- | (12)
где к0 - энтальпия образования при 298.15 К, м2с-2; Ср - удельная теплоёмкость Джкг^К-1; У. -массовая доля вещества ..
В программном комплексе FlowVision момент инициирования горения описывается возникновением соответствующей температуры воспламенения в заданной области.
Расстановка граничных условий на охраняемом объекте и исходные данные для моделирования
По результатам анализа взрывов метана в шахтах по месту их происшествия установлено, что в 64,4 % случаев взрывы случались в горных выработках, более половины которых произошло в действующих тупиках. При этом основной причиной взрыва явилось загазование до взрывоопасных концентраций из-за нарушения вентиляции [14].
Поскольку взрывы наиболее часто происходят в тупиковых забоях, в качестве ограничивающего пространства для компьютерного моделирования горения метановоздушной смеси можно использовать вытянутый параллелепипед. Размеры параллелепипеда соответствуют габаритным размерам типовой тупиковой выработки угольной шахты 3*3*10 м.
С учетом требований и терминологии, при-
39
Рисунок 1 - Расстановка граничных условий и расположение модификатора «поджиг»: 1-5 - граничное условие «стенка»; 6 - граничное условие «свободный выход»; 7 - модификатор «поджиг»
веденных в документации на программный комплекс FlowVision, были определены граничные условия и исходные данные для компьютерного моделирования [11]. Грани 1-5 имеют тип граничного условия - «стенка» (поверхности, имитирующие твёрдые преграды), а грань 6 имеет тип - «свободный выход» (поверхность, через которую поток выходит из расчётной области) (рис. 1). Источник зажигания (модификатор «поджиг») 7 располагается на равных расстояниях (1,5 м) от граней 1, 2 и 3. Расположение источника зажигания выбрано с учетом отсутствия ограничений «стенок» пространства на горение смеси на начальной стадии, что позволит исключить кривизну фронта пламени и более удобно оценить параметры горения.
Начальная расчетная сетка была приня-
та равномерной по всей расчетной области, а число расчетных ячеек по направлениям xxyxz равно 30*30*106 соответственно, при этом общее число расчетных ячеек составляет 95400. При решении задачи использовалась «неявная новая» схема интегрирования (2-й порядок точности) с постоянным шагом по времени 110-3 с.
При выполнении моделирования в программном комплексе FlowVision в качестве опорных величин установлено атмосферное давление 105 Па и температура 273 К. Таким образом, температура в расчетной области выражается в градусах Цельсия (°С) и используется избыточное давление вместо абсолютного. В качестве начальных условий принята температура смеси, соответствующая средней температуре по шахте и равная 20 °С, а избыточное давление равно
Таблица 1 - Исходные данные для проведения моделирования
Параметр Значение
Температура воспламенения 650 °С
Модель горения во FlowVision Модель «Аррениус»
Граничные условия Параллелепипед 3*3*10 м с 5 закрытыми стенками одним свободным выходом
Стехиометрический коэффициент (метан-воздух) 17,24
Плотность метана 0,71 кг/м3
Плотность воздуха 1,225 кг/мз
Теплопроводность метана 0,026 Вт/мК
Теплопроводность воздуха 0,0244-0,0807 Вт/мК (для 273 и 1273 К соответственно)
Шаг по времени при выполнении расчета 1-10-3 с
Температура смеси 20 °С
Давление 105 Па
0 Па [10].
При проведении моделирования в исследуемом объеме устанавливается предварительно перемешанная метановоздушная смесь со стехиометрической массовой относительной концентрацией метана - 0,0548. Затем выполняется поджиг и горение смеси.
Температура воспламенения смеси устанавливается равной 650 °С.
Исходные данные для проведения моделирования горения метановоздушной смеси на начальной стадии развития приведены в табл. 1.
Согласно сформулированным граничным условиям, параметрам расчета и исходным данным расчета было проведено исследование горения метано-воздушных смесей на начальной стадии развития на базе компьютерного моделирования в программном комплексе FlowVision.
Исследование горения метано-воздуш-ных смесей на начальной стадии развития на базе компьютерного моделирования
В результате компьютерного моделирования горения метано-воздушных смесей установлено, что фронт горения на начальной стадии развития имеет форму, близкую к сферической (рис. 2) на протяжении всего времени расчета, составляющего 0,5 с.
Форма и радиус фронта горения определялись по распределению температуры горения метановоздушной смеси в секущей плоскости по изолинии с температурой воспламенения Т=650 °С. Данный подход может применяться для оценки результатов моделирования горения согласно источнику [15].
С учетом зависимости радиуса сферического фронта горения от времени (рис. 3) была определена видимая скорость горения, которая составила 2,82 м/с.
На основе данных о видимой скорости горения определяется нормальная скорость согласно соотношению
£= £ / Е ,, (13)
где - видимая скорость пламени; Е . - коэффициент расширения продуктов сгорания при постоянном давлении, который находится из термодинамического расчета.
Подходы к расчету коэффициента Е изложены в работе [16], также в работе приведены расчетные значения коэффициента Е для продуктов горения различных углеводородо-воздушных смесей. Для продуктов горения стехиометрической метано-воздушной смеси коэффициент равен Е = 7,43. Согласно источнику [17] для стехиометрической метано-воздушной сме-
Рисунок 2 - Форма фронта горения, определенная по распределению температуры горения метановоздушной смеси в секущей плоскости (0,2 с после зажигания)
время. С
Рисунок 3 - Зависимость радиуса фронта горения от времени
си коэффициент равен Е=7,63 - это значение было выбрано для определения нормальной скорости горения.
На основе данных моделирования о видимой скорости горения и согласно формуле (13) была определена нормальная скорость горения, равная 0,37 м/с.
Распределение температуры пламени по радиусу пламени в различные моменты времени показано на рис. 4.
Значение температуры горения метано-воздушной смеси, полученное в ходе моделирования составляет 1933 °С. Полученное значение не учитывает тепловых потерь излучением.
Ширина зоны горения ламинарного пламени при моделировании не оценивалась из-за того, что шаг расчетной сетки является крупным (0,1 м). Однако из литературных данных [18] известно, что для ламинарного горения стехио-
41
и
0.0 0.1 0 2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 О а 0.9 1.0 11 1:2 1.3 1 -1 1.5 Ради/с, м
Рисунок 4 - Распределение температуры пламени по радиусу пламени в различные моменты времени
метрической метано-воздушной смеси ширина зоны составляет 1 мм. Поскольку радиус рассматриваемого пламени велик по сравнению с шириной зоны горения, то последней величиной можно пренебречь и рассматривать волну реакции как тепловой скачок [18].
Результаты моделирования были сопоставлены с данными расчетов и экспериментальных исследований приведенными в литературе.
В источниках [19, 20] приведены экспериментальные данные о распространении пламени метано-воздушных смесей в больших объемах. Экспериментальные исследования проводились в условиях близких к моделируемым условиям, поэтому рассматриваются более подробно.
В работе [19] опыты проводились в стальной цилиндрической камере с внутренним
диаметром 2 м и длиной 3,5 м при поджигании горючей смеси электрической искрой. Распространяющийся фронт пламени фотографировался скоростной кинокамерой. Одновременно с киносъемкой регистрировалось изменение давления. В экспериментах использовалась сте-хиометрическая метановоздушная смесь при нормальных условиях.
Установлено, что во время сгорания форма пламени остаётся сферической. Во всех опытах происходило ускорение фронта пламени. Максимальная видимая скорость горения составила 3,21 м/с, при этом нормальная скорость пламени равна 0,42 м/с. Пламя распространялось при практически постоянном давлении.
В работе [20] нормальная скорость пламени в метановоздушной смеси определялась при помощи бомбы постоянного объема. Видимая
Нормальная скорость горения, м/с <Ъг
0.4
0.3
0.2
0.1
6 7 8 9 10 II 12 13 Объемная концентрация метана, % об Рисунок 5 - Нормальные скорости горения метано-воздушной смеси в зависимости от объемной концентрации метана, определенные экспериментально разными методами: 1 - горелки; 2 - сопла; 3 - прозрачные трубки; 4 - бомбы постоянного объема.
42
скорость определялась на начальном участке путем скоростной киносъемки с использованием оптической шлирен-системы. Распространение пламени изучалось на начальном участке его движения, когда радиус сферического пламени не превышает 1/4 радиуса бомбы. При этом считалось, что распространение пламени происходит при постоянном давлении, равном начальному. В результате исследований установлено, что при давлении близком к атмосферному формировался фронт горения сферической формы; нормальная скорость распространения пламени для стехиометрической метановоздушной смеси составила 0,32 м/с.
Также обобщенные экспериментальные данные о нормальных скоростях горения мета-но-воздушной смеси в зависимости от объемной концентрации метана, полученные авторами разными методами, приведены в работе [21] (рис. 5).
В зависимости от метода исследования и способов обработки результатов расхождения значений нормальной скорости горения Su составляют ±30 % (рис. 2). Наиболее достоверными при сравнении с результатами моделирования являются данные, полученные с помощью прозрачных трубок и бомб постоянного объема. Нормальная скорость горения, согласно этим данным, находится в диапазоне от 0,32 до 0,37 м/с и близка к полученному расчетному значению 0,37 м/с.
Таким образом, результаты моделирования и экспериментальные данные согласуются друг другом с учетом формы горения и значениям нормальной скорости распространения пламени.
Далее было проведено сравнение значения температуры горения, полученной в результате моделирования с данными, приведенными в литературе.
Расчетные значения температур горения метановоздушной смеси и экспериментальные данные, полученные различными методами, приведены в работах [15, 22-25].
В работе [22] приводятся теоретические значения температур горения стехиометриче-ских метановоздушных смесей 1950 °С и экспериментальные значения, полученные методом обращения спектральных линий натрия, которые находятся в диапазоне от 1875 до 1900 °С.
В работе [23] теоретическая температура горения метана равна 1950 °С. Экспериментальные значения, полученные методом обращения спектральных линий натрия, находятся в диапазоне от 1930 до 1970 °С.
В работе [15] максимальная расчетная температура при горении метановоздушной смеси (огненные шары) достигает значений 1977 °С. Однако указывается, что расчетное значение температуры превышает экспериментально наблюдаемые значения 1527 °С, полученные методом инфракрасной термографии, поскольку в расчетах не принимались во внимание радиационные теплопотери. Тепловые потери внесли существенный вклад, поскольку в экспериментах сжигалось горючее в больших массах.
В работе [24] приводится теоретическое значение температуры горения метановоздуш-ной смеси (огненные шары) без учета радиационных тепловых потерь 1950 °С, а расчетные и экспериментальные значения с учетом тепловых потерь составляют 1627 °С.
В работе [25] приводятся теоретические значения температуры горения предварительно перемешанной стехиометрической метановоздушной смеси 1947 °С, экспериментальные значения температур, полученные методом когерентной антистоксовой спектроскопии, составляют 1937 °С.
Значение температуры, полученное в данной работе в результате моделирования (1933 °С), хорошо согласуется с теоретической температурой горения метано-воздушной смеси, а также расчетными и экспериментальными данными (без учета тепловых потерь излучением), приведенными в литературе.
Заключение
В результате выполнения работы проведено компьютерное моделирование горения метано-воздушных смесей на начальной стадии развития.
Были решены следующие задачи:
- определены основные аналитические зависимости для компьютерного моделирования горения метано-воздушных смесей на начальной стадии развития;
- проведено исследование горения мета-но-воздушных смесей на начальной стадии развития на базе компьютерного моделирования;
- сопоставлены результаты компьютерного моделирования с расчетными и экспериментальными данными других авторов.
В результате моделирования установлено, что фронт горения на начальной стадии развития имеет форму, близкую к сферической. Видимая скорость горения составляет 2,82 м/с, а нормальная скорость распространения пламени - 0,37 м/с. Результаты моделирования и экспериментальные данные согласуются друг другом с
учетом формы фронта горения и значениям нормальной скорости распространения пламени.
Значение температуры, полученное в результате моделирования (1933 °С), хорошо согласуется с теоретической температурой горения метано-воздушной смеси, а также с расчетными и экспериментальными данными (без учета тепловых потерь излучением), приведенными в литературе.
Данные моделирования о распределении температуры вдоль радиуса, полученные в определенные моменты времени при развитии горения, позволят в дальнейшем определить из-
менение во времени распределения спектральной плотности потока оптического излучения по длине волны в процессе развития горения, что является ключевой исходной информацией для проектирования оптико-электронных технических средств обнаружения возгорания на ранней стадии.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 15-08-06719 а «Разработка научных основ построения системы предотвращения и локализации взрывов на потенциально опасных промышленных объектах».
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Костеренко В.Н., Тимченко А.Н. Факторы, оказывающие влияние на возникновение взрывов газа метана и угольной пыли в шахтах // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. -N7. - С. 368-377.
2. Шевцов Н.Р. Взрывозащита горных выработок: учебное пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. Донецк: ДонНТУ, 2002. 280 с.
3. О состоянии аварийности и травматизма на предприятиях угольной отрасли за 2014 год [Электронный ресурс]: доклад заместителя начальника Управления по надзору в угольной промышленности Ростехнадзора С.В. Мясникова // Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору.Режим доступа: http://minenergo.gov.ru/system/download-pdf/3356/3144 (дата обращения: 22.07.2016).
4. Pavlov A.N., Sypin E.V. Optoelectronic system for determination of ignition center three-dimensional coordinates at initial stage // 9th International conference and seminar on micro/nanotechnologies and electron devices EDM'2010: Conference proceedings. Novosibirsk: NSTU, 2010, P. 417-419.
5. Пирометрический датчик с оптическими затворами для определения двухмерных координат очага взрыва / А.И. Сидоренко [и др.] // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2013. - № 1.1.- С. 98-104.
6. Лисаков С.А. Применение численного моделирования для решения задачи определения пространственных координат очага возгорания многоточечной оптико-электронной системой / С.А. Лисаков [и др.] // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности.- 2015.- № 1.- С. 43-50.
7. Лисаков С.А. Программно-аппаратный комплекс для управления многоточечной системой определения координат очага возгорания / С.А. Лисаков [и др.] // Ползуновский вестник.- 2014.- № 2.-С. 179-182.
8. Повернов Е.С. Лабораторный образец быстродействующего многопорогового прибора контроля аварийных и предаварийных ситуаций во взрывоопасной атмосфере / Е.С. Повернов [и др.] // Ползуновский вестник.- 2013.- № 2.- С. 172-178.
9. Tupikina N.Y. Development of the Testing Technique of Main Parameters for Two Spectral Ratios Optical-Electronic Device / N.Y. Tupikina, E.V. Sypin, S.A. Lisakov, A.N. Pavlov, G.V. Leonov // 16th International conference of young specialists on micro/nanotechnologies and electron devices EDM 2015: Conference proceedings. Novosibirsk: NSTU, 2015. - P. 325-329.
10. Сидоренко А.И. Прикладное моделирование горения углеводородных смесей / А.И. Сидоренко [и др.] // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. - 2016. - №1. С. 93-99.
11. FlowVision [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://flowvision.ru (дата обращения: 22.07.2016)
12. Маркова Т.В. Развитие моделей горения в ПК flowvision [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://tesis.com.ru/infocenter/downloads/flowvision/fv_es12_tesis3.pdf (дата обращения: 22.07.2016)
13. Волков Э.П., Кудрявцев Н. Ю. Моделирование образования окислов азота в турбулентном диффузионном факеле // Инженерно-физический журнал.- 1989. - T.56, №6.- С. 885-894.
14. Айруни А.Т., Клебанов О.В., Смирнов Ф.С. Взрывоопасность угольных шахт. М.: Издательство
«Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2011. 264 с.
15. Якуш С.Е. Гидродинамика и горение газовых и двухфазных выбросов в открытой атмосфере дис. ... докт. физ-мат. наук. М., 2000. 336 с
16. Бабкин В. С., Вьюн А. В., Козаченко Л. С Исследование влияние давления на нормальную скорость пламени методом начального участка в бомбе постоянного объема // Физика горения и взрыва.- 1966.- №2.- С. 52-60.
17. Взрывные явления. Оценка и последствия: В 2-х кн. Кн. 1. Пер с англ./ Бейкер У., Кокс П., Уэ-стайн П. и др.; под ред. Я.Б. Зельдович, Б.Е. Гельфанда. М.: Мир, 1986. 319 с.
18. Щетинков Е.С. Физика горения газов. М.: Наука, 1965.740 с.
19. Стрельчук И. А., Иващенко Я. Ф., Румянцев В. С. Особенности распространения пламени ме-тано-воздушных смесей в больших объемах // Физика горения и взрыва. 1975. С. 775-778.
20. Бабкин В.С., Козаченко Л.С., Кузнецов И.Л. Влияние давления на нормальную скорость пламени метано-воздушной смеси. ПМТФ. - №3. - 1964 - С. 145-149.
21. Полежаев Ю. В., Мостинский И. Л. Нормальная скорость распространения пламени и анализ влияния на нее параметров системы // Теплофизика высоких температур. 2005. том 43. №6 . С. 933-942.
22. Льюис Б. Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах / 2-е изд. - М.: Мир, 1968. 592 с.
23. Хитрин Л.Н. Физика горения и взрыва. М.: Изд. МГУ, 1957. 442 с.
24. Хайруллин, И.Р. Прогнозирование опасности поражения человека тепловым излучением огненного шара на химических и нефтехимических предприятиях дис. ... канд. техн. наук. Казань, 2008. 93 с.
25. Warnatz J., Maas U., Dibble R. W. Combustion: physical and chemical fundamentals, modeling and simulation, experiments, pollutant formation. 4th Edition// Berlin, Heidelberg, N.Y., Springer, 2006. 389 p.
REFERENCES
1. Kosterenko, V.N., Timchenko, A.N. (2011). Faktory, okazyvajushhie vlijanie na vozniknovenie vzryvov gaza metana i ugol'noj pyli v shahtah]. Factors that influence the occurrence of explosions of methane gas and coal dust in mines]. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten - Mining information-analytical bulletin, 7, 368-377 [in Russian].
2. Shevtsov, N.R. (2002). Vzryvozashchita gornyh vyrabotok [Mine opening explosion protection], Donetsk, Donetsk National Technical University [in Russian].
3. Miasnikov, S.V. (2014). O sostojanii avarijnosti i travmatizma na predprijatijah ugol'noj otrasli za 2014 god [On the state of accidents and injuries in the coal industry in 2014] // Federal'naja sluzhba po jekologicheskomu, tehnologicheskomu i atomnomu nadzoru. minenergo.gov.ru. Retrieved from: http:// minenergo.gov.ru/system/download-pdf/3356/3144 [in Russian].
4. Pavlov, A.N., & Sypin, E.V. (2010). Optoelectronic system for determination of ignition center three-dimensional coordinates at initial stage. 9th International conference and seminar on micro/nanotechnologies and electron devices EDM'2010: Conference proceedings, Novosibirsk: NSTU, 417-419. DOI: 10.1109/ EDM.2010.5568685
5. Lisakov, S.A., Pavlov, A.N., Sypin, E.V., & Kulayvtzev, E.Ya. (2013). Pirometricheskii datchik s opticheskimi zatvorami dlia opredelenija dvuhmernyh koordinat ochaga vzryva [Pyrometer gauge with optical shutters to determine three-dimensional coordinates of the explosion]. Vestnik Nauchnogo centra po bezopasnosti rabot v ugol'noj promyshlennosti - Scientific center for safety in coal industry gerald, 1, 98-104 [in Russian].
6. Lisakov, S.A., Zyrjanova, M.N., Sypin, E.V., & Pavlov, A.N. (2015). Primenenie chislennogo modelirovanija dlja reshenija zadachi opredelenija prostranstvennyh koordinat ochaga vozgoranija mnogotochechnoj optiko-jelektronnoj sistemoj [The use of numerical simulation to solve the problem of determining the spatial coordinates of the hearth fire multipoint optical-electronic system]. Vestnik Nauchnogo centra po bezopasnosti rabot v ugol'noj promyshlennosti - Scientific center for safety in coal industry gerald, 1, 43-50 [in Russian].
7. Lisakov, S. A., Kuraev, A.V., Pavlov, A. N., & Sypin, E. V. (2014). Programmno-apparatnyj kompleks dlja upravlenija mnogotochechnoj sistemoj opredelenija koordinat ochaga vozgoranija [Hardware-software complex for controlling a multipoint system of fire coordinates determination]. Polzunovskij vestnik - Polzunov's Gerald, 2, 179-182 [in Russian].
8. Povernov, Ye.S., Gerasimov, D.A., Sypin, Ye.V., Tupikina, N.Yu., & Pavlov, A.N. (2013). Laboratornyj obrazec bystrodejstvujushhego mnogoporogovogo pribora kontrolia avariinyh i predavarijnyh situacij vo
научно-технический журнал № 3-2016
ВЕСТНИК
vzryvoopasnoj atmosphere [Laboratory sample multithreshold high speed control device of emergency and pre-emergency situations in potentially explosive atmospheres]. Polzunovskij vestnik- Polzunov's Gerald, 2, 172-178 [in Russian].
9. Tupikina, N.Y., Sypin, E.V., Lisakov, S.A., Pavlov, A.N., & Leonov, G.V. (2015) Development of the Testing Technique of Main Parameters for Two Spectral Ratios Optical-Electronic Device. 16th International conference of young specialists on micro/nanotechnologies and electron devices EDM 2015: Conference proceedings, Novosibirsk, NSTU, 325-329. DOI: 10.1109/EDM.2015.7184555.
10. Sidorenko, A.I., Lisakov, S.A., Pavlov, A.N., Sypin, E.V., & Leonov, G.V. (2016) Prikladnoe modelirovanie gorenija uglevodorodnyh smesej [Hydrocarbon mixtures combustion application modeling]. Vestnik nauchnogo centra po bezopasnosti rabot v ugol'noj promyshlennosti - Scientific center for safety in coal industry gerald, 1, 93-99 [in Russian].
11. FlowVision. Software for numerical simulation of three-dimensional laminar and turbulent, steady and unsteady flows of liquids and gases. flowvision.ru. Retrieved from: https://flowvision.ru. [in Russian].
12. Markova, T.V. Razvitie modelej gorenija v PK flowvision [Combustion model development at FlowVision PC]. tesis.com.ru. Retrieved from: http://tesis.com.ru/infocenter/downloads /flowvision/fv_es12_ tesis3.pdf [in Russian].
13. Volkov, E.P., & Kudriavtsev, N. Yu. (1989). Modelirovanie obrazovaniia okislov azota v turbulentnom diffuzionnom fakele [Nitric oxides formation simulation in turbulent diffusion flame]. Inzhenerno-fizicheskii zhurnal - Engineering-physical journal, Vol. 56, 6, 885-894 [in Russian].
14. Airuni, A.T., Klebanov, O.V., & Smirnov, F.S. (2011). Vzryvoopasnost' ugol'nykh shakht [Explosive danger of coal mines]. Moscow, Gornoie delo [in Russian].
15. Yakush, S.E. (2000). Gidrodinamika igorenie gazovyh i dvukhfaznykh vybrosov v otkrytoi atmosfere [Hydrodynamics and burning of gas and two-phase emissions in an open atmosphere]. Doctor's thesis, Moscow [in Russian].
16. Babkin, V.S., Viiun, A. V., & Kozachenko, L. S. (1966). Issledovanie vliianie davlenija na normalnuiu skorost plameni metodom nachalnogo uchastka v bombe postoiannogo obioma [Pressure effect study of on the normal flame velocity by the initial section method in constant volume bomb]. Fizika gorenija i vzryva -Burning and Explosion Physics, 2, 52-60 [in Russian].
17. Beiker, U., Koks, P., Uestain, P. et al. (1986). Vzryvnye iavleniia. Otsenka i posledstviia [Explosive phenomena. Evaluation and effects]. Moscow, Mir [in Russian].
18. Shchetinkov, Ye.S. (1965). Fizika gorenija gazov.[Physics of Gases Burning]. Moscow, Nauka [in Russian].
19. Strelchuk, I. A., Ivashhenko, Ya. F., & Rumiantsev, V. S. (1975) Osobennosti rasprostraneniia plameni metano-vozdushnyh smesei v bolshih obiomakh [Features of methane-air mixtures flame propagation in high volumes]. Fizika gorenija i vzryva - Physics of Burning and Explosion, 775-778 [in Russian].
20. Babkin, V.S., Kozachenko, L.S., & Kuznetsov, E.S. (1964). Vliianie davleniia na normalnuiu skorost plameni metano-vozdushnoj smesi [Pressure effect on the normal methane-air mixture flame velocity]. PMTF, 3, 45-149 [in Russian].
21. Polezhaev, Yu.V., & Mostinskii, I.L. (2005). Normalnaia skorost rasprostraneniia plameni i analiz vliianiia na nee parametrov sistemy [The normal rate of flame propagation and analysis of the system parameters influence on it]. Teplofizika vysokih temperature - High Temperatures Thermal Physics, 43(6), 933-942 [in Russian].
22. Lewis, B., & Elbe, G. (1984). Gorenie, plamja i vzryvy v gazakh [Burning, flames and explosions in gases]. Moscow, Mir [in Russian].
23. Hitrin, L.N. (1957). Fizika goreniia i vzryva [Physics of combustion and explosion]. Moscow, MGU [in Russian].
24. Hairullin, I.R. (2008). Prognozirovanie opasnosti porazheniia cheloveka teplovym izlucheniem ognennogo shara na khimicheskikh i neftekhimicheskikh predpriiatiiakh [Forecasting of a person defeat danger by a fireball thermal radiation at chemical and petrochemical enterprises]. Candidate's thesis, Kazan' [in Russian].
25. Warnatz J., Maas U., Dibble R. W. (2006) Combustion: physical and chemical fundamentals, modeling and simulation, experiments, pollutant formation. 4th Edition. Berlin, Heidelberg, N.Y., Springer.
научно-технический журнал № 3-2016
ВЕСТНИК
