ФАКЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ С ПОЗИЦИЙ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТИ

Для решения задачи определения температуры факела в рабочем пространстве теплотехнических агрегатов предложено рассчитывать изменение адиабатической энтальпии методами теории вероятностей. Показано, что нормальная функция распределения топливных  элементов позволяет получить интегральную функцию распределения энтальпии и адиабатической температуры по длине факела, в том  числе при несимметричной функции распределения. Задача решена относительно гомогенного диффузионного газообразного факела,  связанного с горением распыленного жидкого топлива. Определены условия регуляризации решений уравнений переноса, предложены  аппроксимации для зависимости числа гомохронности от массообменного числа Био. Для обобщения решения на каналы канонических  форм предложены соответствующие зависимости, определены рамки изменения массообменного числа Био и сходимость суммы ряда  при регуляризации решений уравнения поверхности горения по методике Бурке-Шумана. Показано, как учитывается переменность дисперсионного фактора по длине реального факела. Предложено объяснение S-образной формы температурной кривой, наблюдаемой при  сжигании практически всех топлив в установках различных типов. Обобщенное рассмотрение факельных процессов с позиций теории  вероятностей при различной плотности нормального распределения φ(U) для гомогенного факела произведено с помощью интегральной  нормальной функции Ф(U). Устойчивая форма Ф(U) достоверно объясняет S-образную продольную температурную функцию, наблюдаемую на практике и служащую базой для тепловой и нестационарной теории воспламенения. На основе распределения адиабатической  температуры в факельном континууме, связанной с Ф(U), возможно определение фактической температуры факела в рабочем пространстве с учетом радиационных свойств всех элементов теплообменной системы. Аналогично решается задача описания продольной температуры гетерогенного факела при переменном дисперсионном факторе σ.

 факел,  гомогенный,  теория вероятности,  распределение фракций,  дисперсионный фактор,  интегральная функция,  энтальпия,   адиабатическая температура

1. Вильямс Ф.А. Теория горения. – М.: Наука, 1971. – 616 с.

2. Сполдинг Д.Б. Основы теории горения: Физика. – М: Изд-во «Книга по Требованию», 2012. – 320 с.

3. Математическая теория горения и взрыва / Б.Я. Зельдович, Г.И. Баренблатт, В.Б. Либрович, Г.М. Махвиладзе. – М.: Наука, 1980. – 478 с.

4. Лисиенко В.Г., Лобанов В.И., Китаев Б.И. Теплофизика металлургических процессов. – М.: Металлургия, 1995. – 240 с.

5. Лисиенко, В.Г. Волков В.В., Гончаров А.Л. Математическое моделирование теплообмена в печах и агрегатах. – Киев: Наукова думка, 1984. – 232 с.

6. Лисиенко В.Г., Волков В.В., Маликов Ю.К. Улучшение топливоиспользования и управления теплообменом в металлургических печах. – М.: Металлургия, 1988. – 230 с.

7. Лисиенко В.Г. Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Хрестоматия энергосбережения: Справочное издание. В 2-х книгах. Кн. 2. – М.: Теплоэнергетик, 2003. – 768 с.

8. ANSYS: http://www.ansys.com/products.

9. Сполдинг Д.Б. Вычислительная гидродинамика (CFD): прошлое, настоящее и будущее: Проблемы газодинамики и теплообмена в энергетических установках. В 2-х томах. Т. 1. – М.: Изд. дом МЭИ, 2007. С. 9 – 13.

10. Корн, Г.А., Корн, Т.М. Справочник по математике для научных работников и инженеров. – СПб.: Лань, 2003. – 831 с.

11. Торопов Е.В. Влияние формы и термической массивности тел на эффективность аккумуляционных процессов // Вестник ЮУрГУ. Серия Металлургия. 2016. Т. 16. № 2. С. 117 – 121.

12. Торопов Е.В., Осинцев К.В. Концентрация факельного континуума для зоны интенсивного горения котельного агрегата // Вестник ЮУрГУ. Серия Энергетика. 2015. Т. 15. № 3. С. 5 – 10.

13. Торопов Е.В., Осинцев К.В. Основные характеристики факельного континуума в зоне интенсивного горения котельного агрегата // Вестник ЮУрГУ. Серия Энергетика. 2016. Т. 16. № 2. С. 14 – 21.

14. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 367 с.

15. Телегин А.С., Швыдкий В.С., Ярошенко Ю.Г. Тепломассоперенос: Учебник для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. – 455 с.

16. Торопов Е.В., Осинцев К.В. Математическая модель определения начального участка гетерогенного факела и ее адаптация // Вестник ЮУрГУ. Серия Энергетика. 2016. Т. 16. № 3. С. 15 – 22.

17. Харрье Д.Т., Рирдон Ф.Г. Неустойчивость горения в ЖРД. – М.: Мир, 1975. – 869 с.

18. Технологическое сжигание и использование топлива / А.А. Винтовкин, М.Г. Ладыгичев, Ю.М. Голдобин, Г.П. Ясников. – М.: Теплотехник, 2005. – 288 с.