Improved safety in promotion of accident by simulation of fire gas mixture
Keywords:
gas-air mixture, ignition criteria, the Arrhenius equation, the combustion kinetics, ignition temperatureAbstract
Purpose. Validation of the numerical model of the shock tube in predicting the development of an emergency gas emissions by assessing the reliability of compliance with established criteria for the initiation of a gas explosion. Method. Analysis and synthesis of theoretical studies, numerical modeling of gas-dynamic process, the ignition gas mixture. Results. Completed setting ignition problem-gas mixture from the bulk source having a different nature: solid, heated gas, gas flare in a small volume. Defined boundary conditions for a spherical source of ignition. Decisions task performed by a numerical method of "large particles method," in which the Arrhenius equation was used for the simulation of combustion processes. The result is a dynamic picture of the process of the ignition gas mixture for various conditions: the temperature and the ignition source size, percentage and type of combustible gas, the content of the oxidant (oxygen) in the gas mixture. The convergence of a numerical method with the results of the analytical solution. Scientific novelty. The numerical solution of gas-air mixture ignition in the shock tube model matemeticheskoy modified method of "large particles method". The dynamics of the process of ignition of gas-air mixture in the shock tube. An assessment of the reliabil-ity of the mathematical model of the shock tube in comparison with the analytical solution. The analytical solution is obtained on the basis of the theory of thermal ignition and static approach by the integral balance. Practical meaningfulness. The resulting solution makes it possible to analyze the accuracy of the computing process methods of numerical simulation of gasdynamic parameters of shock waves in the air of the initiation of combustion and explosion of gas-air mixtures. The analysis of the accuracy of the computational process allows the use of numerical methods in practical calculations of finding a safe distance from the centers of the explosion in the liquidation or predicting the consequences of accidents.References
Golinko V.I., Alekseenko S. A. and Smolanov I.N. (2011), Avariyno-spasatelnyie rabotyi v shahtah [Rescue works in mines], Lira, Dnepropetrovsk, Ukraine. (in Russian);
Totay A.V., Kazakov O.G. and Radkova N.O. (2013), Teoriya goreniya i vzryva [The theory of combustion and explosion], Yurayt, Moscow, Russia. (in Russian);
Chernay A.V., Nalisko N.N. and Derevyanko A.S. (2016), “The kinetics of oxidation of methane with oxygen and its role in the formation of explosive air waves in mine workings”, Naukovyi visnyk Natsionalnohо hirnychoho universytetu, no.1, pp. 63–69. (in Russian);
Nalisko N.N. (2015), Otsenka adekvatnosti matematicheskoy modeli udarnoy trubyi v chislennom eksperimente vzryiva gazovozdush-noy smesi v zakryitom ob'eme [Assessing the adequacy of the mathematical model of the shock tube in a numerical experiment explosion of gas-air mixture in a closed volume], Zbirnik naukovih prats Natsionalnogo girnichogo universitetu [Collec-tion of scientific works the National Mining University], Dnepropetrovsk, NGU, issue 48, pp. 270-276. (in Russian);
Merzhanov A.G. and Byikov V.I. (2010), Ob adekvatnosti eksperimentalnyih i teoreticheskih modeley protsessov goreniya [The adequacy of the experimental and theoretical models of combustion processes], Fizika goreniya i vzryiva, vol.46, no. 5, pp. 65–70. (in Russian);
Tkachuk A.N. and Shevkunenko V. A. (2009), Mathematical modeling of the explosion of a gas mixture within the imperme-able shell explosion, NaukovI pratsI DonNTU. SerIya: Girnicho-elektromehanichna, issue17, pp. 245–255. (in Russian).
Tropin, D. A. and Fyedorov, A. V. (2015), Physical and mathematical modeling of ignition and burning of silane in passing and reflected blow-waves, Fizika goreniya i vzryiva, no. 4, pp. 37–45. (in Russian);
Polandov Yu. Kh., Barg M. A. and Babankov V. A. (2012), On one embodiment, reducing the explosion pressure in the multi-pass gas furnaces, Pozharovzryvobezopasnost, no.11, pp. 41- 47. (in Russian);
Sobolev V. V., Chernay A. V., Ilyushin M. A. and Zhitnik N. E. (1994), The method of producing the mechanical pulse load-ing based on the laser-blasting explosive compositions of coatings, Fizika goreniya i vzryiva, no.2, pp. 67-73. (in Russian);
Pozdeyev S. V. (2011), Mathematical modeling of thermal processes in the firing furnace at a fire test jelly zobetonnoy col-umns, Promislova gidravlika ta pnevmatika, no. 1, pp. 19-27. (in Russian);
Belikov A.S., Shalomov V.A., Statsenko Yu.F. and Korzh E.N. K voprosu obespecheniya bezopasnoy ekspluatatsii metalli-cheskih konstruktsiy v ochage pozhara [To a question ensure the safe operation metal structures on the hearth fire]. Stroitelstvo, ma-terialovedenie, mashinostroenie. Seriya bezopasnost zhiznedeyatelnosti: Sb. nauchn. trudov. [Construction, materials science, me-chanical engineering. Series life safety: Proceedings]. PDABA. Dnepropetrovsk, 2015, issue 83, pp. 34-39. (in Russian);
Chernay A.V. and Nalisko N.N. (2016), Matematicheskoe modelirovanie vyinuzhdennogo vosplameneniya gazovozdushnoy smesi pri raschete porazhayuschih faktorov avariynyih vzryivov [Mathematical simulation of the forced ignition of the gas mixture in the calculation of the factors affecting emergency explosions], Naukovyi visnyk Natsionalnohо hirnychoho universytetu, no. 5, pp. 162–170. (in Russian);
Zaharov E.A., Zlotin G.N. and Zorin V.D. (2007) Teoriya forsirovaniya goreniya toplivovozdushnoy smesi lokalnyimi dobav-kami goryuchih gazov v oblast mezhelektrodnogo zazora svechi zazhiganiya [Theory forcing combustion air-fuel mixture of combus-tible gases local additions to the spark plug electrode gap], Izvestiya VolgGTU, issue 2, no. 8, pp. 7-13. (in Russian).
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).
