The estimation of shock air waves propagation in lengthy buildings subject to dissipation of gas stream internal energy
Keywords:
wrecking area, shock air wave, numerical account, gas dynamics, heat stream, internal energy.Abstract
In the conditions of coal mines underground building one of the main affecting factor of gas-air mixture explosion is a shock air wave. For the computation of explosion protective buildings there exist a normative base, which is rested upon experimental data. However, a problem of estimation of a shock air wave propagation reliable parameters still stays urgent. One of the prospective direction in computation of sharply nonsteady tasks is the numerical methods usage. Nowadays there has been offered a solution of a problem of shock waves propagation in a mine excavation with the help of a numerical account scheme of gas dynamic equations by a “coarse parts” modification method. In a task there is taken into account a factor of gas stream movement energy descent subject to involvement in a movement increasing due to distance air masses and subject to action of gas stream friction forces of excavation walls. It is required a development of a process mathematic model of shock air waves propagation along mine workings by substantiation a method of parameters computation of their attenuation due to stream heat exchange to excavation walls. Analysis and generalization of theoretical researches, mathematical modeling of gas dynamic processes of shock air waves propagation in lengthy buildings. Findings. There has been substantiated a computation method of shock air waves propagation parameters along mine workings subject to stream heat exchange to excavation walls. Originality. In a work there has been improved a numerical scheme of gas dynamic computation, in which on Euler stage, there is offered a modeling of heat exchange of gas stream with excavation walls as a heat balance between internal energy of a gas stream whole volume and heat withdrawal in the channel walls, based on the law of conservation of energy. An obtained scheme of a numerical account allows taking into account all physical factors affecting on the shock air waves propagation process and carrying out a numerical experiment for obtaining prompt and reliable parameters of shock wave.
References
Агеев В. Г. Математическая модель формирования ударных волн в горных выработках при взрывах метана / В. Г. Агеев // Горноспасательное дело.– 2010.– Вып. 47.– С. 5-10. Ageev V. G. Matematicheskaya model formirovaniya udarnyih voln v gornyih vyirabotkah pri vzryivah metana [The mathematical model of the shock wave formation in the mines by the methane explosions]. Gornospasatelnoe delo –The mine rescue work, 2010, issue 47, P. 5-10.
Агеев, В. Г., Зинченко И. Н. Моделирование распространения ударных волн при мгновенной и цепной реакциях горения метана и пыли в горных выработках / В. Г. Агеев, И. Н. Зинченко // Форум гірників – 2012: матеріали міжнародної конференції, 3-6 жовтня 20012 г., Дніпропетровськ, Україна. – Дніпропетровськ: НГУ, 2012.– С. 12-16. Ageev V. G., Zinchenko I. N. Modelirovanie rasprostraneniya udarnyih voln pri mgnovennoy i tsepnoy reaktsiyah goreniya metana i pyili v gornyih vyirabotkah [Modeling of shock waves propagation at momentary and chain reaction of methane and dust combustion in mine working]. Forum hirnykiv – 2012: materialy mizhnarodnoi konferentsii, 3-6 zhovtnia 20012 h., Dnipropetrovsk, Ukraina [Miners forum – 2012: materials of the international conference, 3-6th of October 2012, Dnipropetrovsk, Ukraine]. Dnipropetrovsk, The National Mine University Publ., 2012, pp.12-16.
Батурин О. В. Расчет течений жидкостей и газов с помощью универсального программ¬ного комплекса Fluent. Учеб. пособие/ О. В. Батурин, Н. В. Батурин, В. Н. Матвеев. – Самара: Изд-во Самар. гос. аэро¬косм. ун-та, 2009. - 151с. Baturin O. V., Baturin N. V., Matveev V. N. Raschet techeniy zhidkostey i gazov s pomoschyu universalnogo programmnogo kompleksa Fluent. Ucheb. posobie [Calculation of flows of liquids and gases by means of a universal software package Fluent. Tutorial]. Samara, Samarskiy gosudarstvennyiy aerokosmicheskiy universitet Publ., 2009. 151 p.
Белоцерковский О. М. Метод крупных частиц в газовой динамике / О. М. Белоцерковский, Ю. М. Давыдов. – Москва: Наука, 1982. – 391 с. Belotserkovskij O. M., Davydov J. M. Metod krupnyih chastits v gazovoy dinamike [The large particles method in the gas dynamics]. Moscow, Nauka Publ., 1982. 391 p.
Васенин И. М. Математическое моделирование нестационарных процессов вентиляции сети выработок угольной шахты / И. М. Васенин, Э. Р. Шрагер, А. Ю. Крайнов, Д. Ю. Палеев // Компьютерные исследования и моделирование. – 2011. – Т.3 №2. – С. 155–163. Vasenin I. M., Schrager E. R., Krajnov A. J., Paleev D. J. Matematicheskoe modelirovanie nestatsionarnyih protsessov ventilyatsii seti vyirabotok ugolnoy shahtyi [The mathematical modeling of the non-stationary ventilation processes in the coal mines workings network]. Kompyuternyie issledovaniya i modelirovanie –The computer studies and modeling, 2011, V.3 no.2, pp. 155-163.
Греков С. П. Методика расчета параметров воздушных ударных волн при взрывах газа и пыли в шахтах / С. П. Греков, И. Н. Зинченко, В. С. Карманов, // Горноспасательное дело.– 2010.– Вып. 47.– С. 17-25. Grekov S. P., Zinchenko I. N., Karmanov V. S. Metodika rascheta parametrov vozdushnyih udarnyih voln pri vzryivah gaza i pyili v shahtah [The calculation methodology of the of air shock waves parameters by the gas and dust explosions in mines]. Gornospasatelnoe delo – The mine rescue work, 2010, issue 47, P. 17-25.
Лукашов О. Ю. О комплексном подходе к моделированию аварийной ситуации при взрыве газа в угольной шахте / О. Ю. Лукашов // Вестник Томского государственного университета.– 2014.– №6(32).– С. 86-93. Lukashov O. Y. O kompleksnom podhode k modelirovaniyu avariynoy situatsii pri vzryive gaza v ugolnoy shahte [About the complex approach to the modeling the emergency situation by the gas explosion in a coal mine]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of Tomsk State University], 2014, no. 6(32), pp. 86-93.
Налисько Н. Н. Численный расчет динамической нагрузки от воздействия воздушных ударных волн на инженерные сооружения / Н. Н. Налисько // Высокоэнергетические системы, процессы и их модели: Сборник научных трудов.– Днепропетровск: Национальный горный университет, 2013.– С. 255-266. Nalisko N. N. Chislennyiy raschet dinamicheskoy nagruzki ot vozdeystviya vozdushnyih udarnyih voln na inzhenernyie sooruzheniya [The numerical account of the dynamic load from the air shock wave effect on the engineering buildings]. Vyisokoenergeticheskie sistemyi, protsessyi i ih modeli: Sbornik nauchnyih trudov [High-energy systems, processes and their models: The collection of scientific works. Dnepropetrovsk, The National Mine University], 2013, pp. 255-266.
Налисько, Н. Н. Взаимодействие ударных воздушных волн со стенками горных выработок / Н. Н. Налисько // Горноспасательное дело. – 2014. – Вып. 51.– С. 43-57. Nalisko N. N. Vzaimodeystvie udarnyih vozdushnyih voln so stenkami gornyih vyirabotok [Interaction of shock air waves with walls of mine excavation]. Gornospasatelnoe delo – Mine rescue work, 2014, issue 51, pp. 43-57.
Справочник по теплообменникам: В 2-х т. Т.2/ пер. с англ. под ред. О. Г. Мартыненко и др.– М.: Энергоатомиздат, 1987.– 352 с. Reference book on heat exchangers: In 2 vol. Vol.2/ transl. from English under red. O. G. Martynenko and others. – Moscow, Energoatomizdat Publ., 1987. 352 p.
Чжан Ц. Оценки опасности взрывов смесей метана с воздухом в шахтах / Ц. Чжан, В. Ли, Б. Цинь, Ю. Дуань // Физика горения и взрыва.– 2010.– №6.– С. 66-72; Zhang C., Lee V., Cin B., Duan J. Otsenki opasnosti vzryivov smesey metana s vozduhom v shahtah [The danger estimation of the methane and air mixture explosions in mines]. Fizika goreniya i vzryiva – The combustion and explosion physics, 2010, no. 6, pp. 66-72;
Чигарев А. В. ANSYS для инженеров: Справ. пособие / А. В. Чигарев, А. С. Кравчук, А.Ф. Смалюк. – Москва: Машиностроение-1, 2004.– 512 с; Chigarev A.V., Kravchuk A.S., Smalyuk A.F. ANSYS dlya inzhenerov: Sprav. posobie [ANSYS for engeneers: Reference tutorial]. Moscow, Mechanical engineering-1 Publ., 2004. 512 p.
Warnatz, J. Maas, U. and Dibble, R.W. (2001), Combustion. Physical and chemical fundamentals, modeling and simulations, experiments, pollutant formation, Springer, 352 p.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
