Введение к работе
Актуальность проблемы. На современном этапе развития промышленности существенное внимание необходимо уделять проблемам безопасности и риска на предприятиях. Комплексный подход к такого рода вопросам состоит во всестороннем учете возможных последствий аварий,разработке методов оценки воздействия различных поражавших факторов на элементы технологического оборудования и биообъекты, рассмотрение всего спектра физико-химических процессов, ведущих к нерасчетным режимам эксплуатации оборудования. Значительное место среди элементов технологического оборудования занимают различного рода сосуды (ресиверы, резервуары, реакторы и т.п.). Такие сосуды могут содержать вещества или смеси веществ в различных фазовых состояниях и в широком диапазоне термодинамических параметров. Безопасная эксплуатация сосудов-одно из основных требования проектирования промышленных установок. Основным процессом, представляющим интерес с точки зрения безопасности эксплуатации, является потеря герметичности. В результате может произойти утечка или выброс вещества в окружающую атмосферу.разрушение стенок сосуда с образованием высокоскоростных осколков.формирование ударных волн. В связи с этим возникает необходимость создания математических моделей,описывающих физико-химические процессы и предсказывающих параметры поражающих факторов при химических взрывах в сосудах.
Другой актуальной проблемой является исследование физического взрыва в сосудах и реакторах возникающего при контактном взаимодействии расплавленного металла и охладителя. В результате такого взаимодействия в системе могут зарождаться интенсивные волны давления,способные разрушить оболочку реактора.
Цель работы. Исследование разлета фрагментов, образующихся при разрыве сосудов высокого давления,содержащих инертную или реакционноспособную среду, изучение физико- химических процессов внутри сосуда, содержащего воспламеняемую смесь, исследование взаимодействия расплавленного металла и охладителя в реакторах с образованием детонационноподобных структур.
Научная новизна. Сформулирована квазистационарная модель расчета разрыва сосудов высокого давления с учетом процесса химического превращения и исследовано влияние выделения энергии на динамику ускорения фрагментов; исследовано влияние неидеального отделения фрагмента оболочки,выполненной из упругопластического материала на поступательную и вращательную скорости; получено,что при вскрытии' сосуда с горящим газом на начальном этапе распрос--
транения ударная волна имеет двухфронтовую структуру; в задаче Лагранжа с постепенным выделением энергии в результате реакции арреииусовского типа обнаружеіи четыре различных режима течения газа и ускорения тела,аналитически найдены условия реализации этих режимов;в рамках.модели стационарной термической детонации определено влияние механизма фрагментации.начального паросодержа-ния и внешних потерь импульса на параметры детонационной волны;аналитически получены правила отбора скорости стационарной термической детонации при наличии внешних потерь импульса.
Научная и практическая ценность. Б диссертационной работе предлагаются математические модели, описывающие как физико -химические процессы при взрывах внутри сосудов, способных привести к разрушению оболочки, так и внешнее воздействие в результате разрыва оболочки. Такие модели могут быть использованы при разработке соответствующих норм и правил проектирования и эксплуатации сосудов высокого давления.
Апробация ргботы. Результаты работы докладывались и обсуждались на XXXII и XXXIII научных конференциях МФТИ (Долгопрудный 1986, 1989), V Всесоюзной школе-семинаре по вопросам воспламенения и горения аэродисперсных систем (Одесса 1989), IX Всесоюзном симпозиуме по горению и взрыву (Суздаль 1989), Международной конференции по потере герметичности (Англия 1989), IV Международном коллоквиуме по взрывам промышленных пылей (Польша 1990), XIII Международном коллоквиуме по динамике взрыва и реагирующих систем (Япония 1991), XII Международном симпозиуме по процессам горения (Польша 1991), семинарах ИХФ РАН.
Публикации.Основные результаты диссертации опубликованы в 7 работах, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитированной литературы и изложена на 136 страницах машинописного текста,включая 30 рисунков, 3 таблицы и список цитируемся литературы (115 наименований).
