Зависимость характеристик детонационных волн в многокомпонентной пузырьковой жидкости от начального давления

Abstract

Актуальность. Пузырьковые жидкости являются распространенной рабочей средой в ряде отраслей народного хозяйства. Одним из интереснейших процессов, происходящих в пузырьковой жидкости с взрывчатым газом внутри пузырьков, является пузырьковая детонация - распространение детонационных волн. Детонационные волны также могут распространяться в жидкости с пузырьками, частично состоящими из инертного газа. В этом случае наличие пузырьков с инертным газом является некоторым управляющим параметром для характеристик (амплитуды, протяженности, пределов распространения) детонационной волны. Кроме того, существуют экспериментальные данные о влиянии первоначального давления на характеристики волн пузырьковой детонации в многокомпонентной пузырьковой жидкости. Это обусловливает необходимость исследования детонационных волн в многокомпонентных пузырьковых системах при различных значениях начального давления. Цель исследования: изучить динамику детонационных волн в пузырьковой жидкости, частично состоящую из пузырьков с неактивным (не горючим) газом при различных значениях начального давления. Объект: детонационные волны в пузырьковой жидкости, содержащей пузырьки с взрывчатым (активным) и негорючим (неактивным) газом. Методика исследования базируется на фундаментальных уравнениях механики многофазных сред, которые решаются численным методом. Результаты исследования по выявлению особенностей распространения детонационных волн в многокомпонентной пузырьковой жидкости при различных начальных давлениях позволили сделать выводы и дать рекомендации. С уменьшением начального давления многокомпонентных пузырьковых сред скорость распространения детонационных волн снижается. Зависимость скорости детонационной волны в многокомпонентной пузырьковой жидкости от начального давления близка к линейной.

Relevance. Bubble liquids are a common working environment in a number of branches of the national economy. One of the most interesting processes is the propagation of detonation waves in a bubble liquid with a flammable gas inside the bubbles. Detonation waves can also propagate in a liquid with bubbles, partly consisting of inert gas. In this case, the presence of bubbles with inert gas is a certain control parameter for characteristics (amplitude, extent, propagation limits) of the detonation wave. In addition, there are experimental data on the influence of the initial pressure on the characteristics of bubble detonation waves in a multicomponent bubble liquid. This necessitates the investigation of detonation waves in multicomponent bubble systems for different values of the initial pressure. The aim of the research is to study the dynamics of detonation waves in a bubble liquid, partially consisting of bubbles with inactive (non-flammable) gas at different initial pressures. The object of research is detonation waves in a bubble liquid containing bubbles with an explosive (active) and non-flammable (inactive) gas. The research method is based on the fundamental equations of the mechanics of multiphase media, which are solved numerically. The results of investigations on revealing the features of the propagation of detonation waves in a multicomponent bubble liquid at various initial pressures allowed us to draw conclusions and give recommendations. As the initial pressure of multicomponent bubble media decreases, the velocity of propagation of detonation waves decreases. The dependence of the detonation wave velocity in a multi-component bubble liquid on the initial pressure is close to linear.