Математическое моделирование гидродинамических последствий крупномасштабных пожаров и взрывов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

РГб од

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ, ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И .ОРДЕНА. ОКТЯБРЬСКОЙ - РЕВОЛЮЦИИ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ им. Серго ОРДЖОНИКИДЗЕ

На правах рукописи

УДК 536.46+5*1.126.011.4

НОВОЖИЛОВ Василий Борисович

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ КРУПНОМАСШТАБНЫХ ПОЖАРОВ И ВЗШВОВ

Специальность 01.02.05 - "Механика жидкостей,

газа и плазмы"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва

1993

Работа выполнена в Институте проблем механики РАН

Научный руководитель

доктор физико-математических-наук, профессор Г.М.Махвиладзе

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук В.А.ГОРЕВ

доктор физико-математических наук С.Т.СУРЖИКОВ

Ведущая организация

Институт химической физики РАН

Защита состоится С'П/.ЧГЛГЛ 1993 г. в ... час. на заседании специализированного совета К 053.i8.02 з Московской авиационном институте им. Серго Орджоникидзе по адресу: 125871, Москва, Волоколамское шоссе, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАИ. Автореферат разослан

1993 Г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат физико-математических наук,

доцент /О _ Л.Ф.ЛОБАНОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Исследование крупномасштабны! пожаров и взрывов представляет значительный интерес в связи с вкологическими проблемами, а также в связи с проблемами пожаро- и взрывобезопасности. Несмотря на значительные _ усилия в области промышленной безопасности, количество катастроф, связанных ,с пожарами и взрывами не уменьшается, что обусловлено, с одной стороны, ростом промышленного производства, а с другой - недостаточным уровнем развития научны! подходов к проблеме промышленной безопасности.

В этих условиях важное значение приобретает проблема оценок возможных последствий пожаров и взрывов того или иного типа, которые позволили бы предвидеть потенциальную опасность таких событий, а также выработать обоснованные рекомендации по предотвращению подобных катастроф.

Несмотря на интенсивное развитие в последнее время методов компьютерного анализа пожаров и взрывов, ряд важных вопросов находится в стадии разработки. Превде всего вто касается построения эффективных и достоверных математических моделей, -достаточно полно описывающих поведение реальных систем, без чего невозможно обоснованно судить об их потенциальной опасности.

Цель работы. Разработка математических моделей и анализ динамики и гидродинамических последствий крупномасштабных пожаров и взрывов методом математического моделирования.

Научная новизна. Разработана модель возникновения и развития большого пожара, инициированного мощным источником излучения. При этом скорость ыассо- и енерговыделения на поверхности определяется из уравнений совместно с распределениями гидродинамических величин в газовой фазе.

Определена величина площади, охваченной пожаром и ее зависимость от мощности источника излучения. Показано, что перед фронтом зажигания распространяется волна сжатия и исследованы ее характеристики.

На основе нестационарных двумерных уравнений термогазодинамики в осесимметричной постановке прослежена динамика развития пожара, с учетом его взаимодействия с эволюционирующим в атмосфере термином.

Выявлены характерные стадии процесса - зажигание, период независимого развития конвективной колонки и термика, автомодельная стадия подъема термика, зависание термика, формирование конвективной колонки.

В широком диапазоне определяющих параметров определено общее количество инжектируемого в атмосферу аерозоля, а также его распределение в нижних слоях атмосферы; конфигурация образующегося запыленного облака.

Исследована гидродинамическая стадия аварийного взрыва приповерхностного паровоздушного облака. Путем анализа скорости втекания окружающего воздуха в ядро поднимающегося термика получена связь мезду мощностью взрыва и типом наблюдаемых разрушений на подстилающей поверхности. Предложен метод оценки мощности взрыва по его гидродинамическим последствиям.

Научная и практическая ценность. Выявленные в работе эффект расширяют и углуоляют представления о крупномасштабных гидродинамических процессах, сопровождаемых интенсивным

енерговыделением. Результаты диссертации могут использоваться для решения задач пожаро- и - взрывобезопасности в различных физических ситуациях.

Они найдут применение для оценки екологических последствий больших пожаров, позволяя эффективно оценивать состояние приземного слоя атмосферы.

Предложенный в работе независимый метод оценки мощности аварийных взрывов может быть использован при расследовании причин катастроф, а также при проектировании промышленных сооружений с повышенной степенью риска.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на V школе-семинаре по вопросам воспламенения дисперсных систем ( Одесса, 1989 г. ), IX Всесоюзном симпозиуме по горению и взрыву ( Суздаль, 1989 г. ), и опубликованы в работах [1-4]. Диссертация в целом обсуадалась на семинаре по динамике реагирующих сред Института проблем механики 'РАН,а также на семинаре кафедры вычислительной математики МАИ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех, глав, завершапцихся подробными выводами, заключения, в котором сформулированы основные результаты работы, и списка литературы. Работа изложена на 17з страницах, включая 46 рисунков; список литературы насчитывает 117 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели исследования, дана общая характеристика работы и полученных результатов.

В первой главе в соответствии с темой диссертации выпол.-нен обзор теоретических и экспериментальных исследований го-

жаров и взрывов в открытой атмосфере. В первой части обзора анализируется литература, посвященная массовым пожарам.

Во второй части обзора проведен анализ работ, посвященных рассмотрению терминов и огневых шаров. Конвективные элементы такого типа часто сопрововдают развитие пожаров и аварийных паровоздушных взрывов.

В заключительной части обзора рассмотрено состояние исследований поражающих факторов аварийного взрыва.

Во второй главе диссертации излагаются результаты исследования возникновения и развития большого пожара, инициированного световым источником, находящимся в атмосфере ( например, облаком продуктов сильного взрыва ).

. В начальный момент времени в результате выделений энергии взрыва-на-поверхность горючего материале начинает поступать осесишетрично распределенный поток излучения с поверхностной плотностью а(г,и=ко»о(г), зависящей от радиальной координаты и времени и Он излучается термиком, об-разовавппшзя на высоте н0 в результате _взрыва мощностью и. Интенсивность потока х(Ь) нарастает от нуля до своего максимального значения х в момеят , а затем падает в соответ-

I». т ^

ствии с зависимостью «¿(т),- где

1т=5.04'НО'в.'вхр(0.042"Но)*10в [Дх/С]

«{Т)-2Т'/(1+Т4), т=1/1т, ^О.ЫСИ.е^С-ОЛ.Н,))0-".^-« [0] Здесь и ниже мощность взрыва измеряется в Дк, н0 - в м. Цространственная зависимость плотности от размерной координаты г дается формулой

0(г)=1/(4пг")«(1+8.75'Ю"Яг1 )'вхр/-1.2«10*',г1)

где г1=(га+н®)1/а - наклонная дальность ( в м ).

Считается, что конденсированное вещество ( к-фаза ), расположенное при г^о воспламеняется, как только температура его поверхности достигает критической величины т . Процесс горения сопровождается образованием частиц сажи.

Характерный масштаб газодинамической структуры течения, обусловленный действием подъемной силы намного больше толщины зоны химических и фазовых превращений при лесных и городских пожарах. Поэтому процессы химического превращения, сопровождающиеся выделением тепла, потреблением кислорода и образованием продуктов реакции, считаются сосредоточенными на плоскости г=о и описываются достаточно простой феноменологической зависимостью

Ф=к(ра)П е*р(-Е/ИТ), (1)

где Ф - масса горючего, потребляющегося на единице поверхности горения в единицу времени, р - плотность газа, а - концентрация ( массовая доля ) кислорода,т - температура зоны горения, п - порядок реакции, к и е - кинег юские постоянные , и - газовая постоянная.

В цилиндрической системе координат (г,г) движение смеси

газов и мелкодисперсного дымового аэрозоля в области г ^ о, описывается следующей системой уравнений термогазодинамики, записанных в безразмерных переменных:

+ р'<ИчЧ = 0;

ас

Ат ■* -1 1

л^- = -(у-1)Рс11уУ + ^СИвРг) Ат, Р=рт ас

% - (К^Г'Аа ; й- („.Вс^Ар (2)

(— = — + ; У=(—.—)

^ аъ ЗЪ 1 ; ' 1 Эг

3(ги) дч

<11 уу =--;- +

; а . 4- Ь<гЬ> ♦ ч- >

дт дг г 9 г д г . *

О 2

Г

Здесь-V«(и,у) - скорость газа, р и т - его давление и температура, р - массовая доля образующихся частиц сажи; 5 -единичный вектор в направлении силы тяжести.

Эффективные турбулентные коэффициенты переноса считаются постоянными.

Граничные условия на поверхности г-о меняются в момент поджигания к-фазы. Процесс разбивается на две последовательные стадии: инертного прогрева поверхности и горения.

Распространение тепла в к-фазе на стадии прогрева можно описать одномерным уравнением теплопроводности:

»т «ат зт

■ = а -— ; -(0,Ъ)=*>(О, Т(-»,О=Т(х,0)=1

дъ 31 (3)

-» < ж < О/ О < Ь < ^

Здесь ?(<:) - известная функция, однозначно определяемая потоком ая-

Граничные условия для газовой фазы в течение стадии

прогрева имеют вид:

_ за зр

Ч'О, Т=Т.(г,0,1), —- = —= О (ж=0) 3 ж 3 ж

После воспламенения они записываются с учетом выделения тепла, потребления кислорода, образования продуктов реакции и частиц сажи : .

«ч, , 1 ■ ат ч'пр а «*рСк/ти-к/т);- (т-тъ)рч - =--

йв Рг 3 ж

8 3

(4)

. 1 »а 1 Зр

(а+у)ру»--; (/з-1 )рч=--

Ив Рг 3 ж Ив Рг 9ж

8 8 8 8

где m=kp£ 'a^expí-E/^ )/(rsg),''a, ть=о/(с т0) - безразмерный тепловой эффект химической реакции, - безразмерный внешний радиационный поток, у - стехиометрический коэффициент, с - коэффициент поглощения излучения, Reg, Prs, sc^ - числа Рейнольдса, Прандгля и Шидта в приземном слое.

Для тангенциальной компоненты скорости ставится условие проскальзывания Эм/дг = о, которое дает правильную гидродинамическую картину в окрестности очага горения.

Величины ш, ти, е, v, 6, с оценивались, исходя из экспериментальных ' дашпи.

Сквозной расчет был проведен для взрыва мощностью w = 2.i«iols Дж. Для расчета были внбраны следующие значения определяющих параметров: ■

Re = 62.3; Re> - 5«Re; Е = 35; Т^ = 4.3; Ть = 60; б = 0.03

Решая уравнение (з), можно найти, что температура поверхности меняется по закону

4* 2 i Я/2 L

T(o,t) = — б q.3(r)t У d. + 1

j; 1+0 t (1-s )

(e = Ctv»1"'".)

Решение уравнения r(o,t)=T относительно г позволяет определить координату фронта зажигания как функцию времени rf(t) (рис.1) Кривые 1-4 демонстрируют поведение функции rf(t) при различных мощностях взрыва: w=4.2-io14; 2.1-ю10; 4.2"ю*0; 2.1-ю'8 Дж соответственно ДЛЯ Тж=4.3.

Быстрое выделение тепла, сопровождающее воспламенение, вызывает формирование волны сжатия, распространяющейся за фронтом поджигания (рис.2; t « 0.5; 0.7; 0.9; 1.1; 1.3; 1.5 с - кривые 1-е соответственно; "звездочка" - координата фронта поджигания). .

le

s

■—т

id /

Z i,с

РИС.1

Дшшшса распространения фронта зажигания по оодояшпцей поверошооя

РИС.2

Раоцроотранвяне оопутотвувдей волны

охатия

Через некоторое время над очагом горения зарождается конвективная колонка, а находящийся на расстоянии н0 от поверхности термик сворачивается в вихревой тор,и всплывает под действием архимедовой силы.

До момента tí зо о. термик не оказывает влияния на зароздащуюся конвективную колонку и аэрозольное облако. Только со времени порядка зо - 45 с. заметно влияние термина, выражающееся в искривлении изотерм и линий равной концентрации примеси у оси симметрии. С этого момента начинается автомодельная стадия движения термика.

Наличие резкой границы тепловыделения на поверхности вызывает зарождение .и развитие вихря на периферии покара. Автомодельная стадия подъема термика длится примерно с зо до 160 с. На этой стадии облако расширяется, оставаясь примерно подобным самому себе.

Начало стадии зависания термика характеризуется возникновением 'около оси симметрии области с пониженной относительно окружающей.среды температурой. Поднимаадийся в конвективной колонке газ начинает растекаться в горизонтальном направлении на высотах, близких к тропопаузе. В то ке время к моменту зависания термика продукты -горения, выносимые конвективной колонкой еще не достигают тропопаузы. Основная масса аэрозоля находится в пределах пятикилометрового приземного слоя. Форма аэрозольного облака меняется: по мере формирования квазистационарной конвективной колонки облако вытягивается вдоль оси симметрии ( рис.з ).

■ Проведенный расчет позволил определить характеристики загрязнения. приземного слоя атмосферы продуктами большого пожара. Определено как распределение аэрозоля в нижних слоях атмосферы, так и суммарное количество, инжектированное к мо-

менту зависания термика. Это количество составляет 10-20» от общей массы аэрозоля, образунцейся при большом пожаре.

Наиболее существенными параметрами, влияющими на характеристики получаемых распределений, являются мощность взрыва, массовая скорость выгорания твердого топлива и доля аврозольной примеси в общей массе продуктов горения.

г,Км

25

2 0 -

IS-

10

. 25 20 iS 10

IV/= «м/с

* ' • *

t ✓ ********

: : : \ : 4 t , • » f * * * ' > * .. ^ JT , - , .Г

// * * -

■■» "" * * , jr К ^

5 0 s 10 IS 20 25 ^Kn Рио.з

Вытягивание облака вдоль оси "симметрии

Ь = 360.0 о.

Слева - линии равной массовой доли примеси:

О . 15* 10 3 ; 0 . 45 *1о"4 ; 0.55Ч0*=; 0.75-10 6 ; 0.45 *10~ °

Справа - изотерш избыточной температуры в термине: -0.015; -о.oie; -0.025 у поверхности: 0.25; 0.50

Во третьей главе рассмотрена задача о гидродинамически! последствиях взрыва приповерхностного паровоздушного облака.

Доказано существование поражающего фактора взрыва, связанного с формированием мощного цриповерхностного течения, сопрововдагацего всплывающий огневой шар.

Отмеченный процесс четко проявился при взрыве парового облака, образовавшегося в результате разрыва продуктопровода в Башкирии (ишь 1989 г.). Наблюдался повал леса на площади 2.5 - з Кма с упорядоченной ориентацией поваленных сломанных деревьев: кронами - в направлении эпицентра взрыва.

Рассмотрим процесс формирования конвективного течения с момента, когда вся масса топлива прореагировала и давление в облаке продуктов горения упало до атмосферного. Результаты експериментальных исследований можно суммировать в виде зависимости радиуса огневого шара от массы сгоревшего топлива

11=27.5*М (5)

где л измеряется в метрах, а масса топлива м - в тоннах. Температура огневого шара тм для углеводородных топлив, исходя из теоретической зависимости температуры его поверхности от доли излучения в общем энерговыделении, может быть оценена как тя ~ 1620 к.

Общее колчество тепла, выделившееся при сгорании массы топлива м, равно

= М'Ч (6)

( ч - теплота сгорания ).

С другой стороны, количество тепла, сосредоточенное в образующемся огневом шаре радиуса и, есть о» = Трс (т -т

2 <1г р 1 к О ' V

3

где v=4/зл¡^ , р - плотность газа; ср - теплоемкость при постоянном давлении; т - температура огневого шара; т - тем-

пература окружающего воздуха. Из численной оценки следует, что > о.

Будем считать, что в результате сгорания паровоздушного облака в приповерхностном слое образовалась зона продуктов сгорания ( термик ), которая состоит из горячего ядра с температурой тж и периферийной части, содержащей энергию о,-оа-Распределение избыточной температуры в термике в момент ь=о зададим в виде

Т(г,2)=Т>; ь=(г/<1)Я + (г/<га)2 < 1 (7)

Т(г,г)=Т0 + (Т1<-То).ЕХР[-р®<1а(Ь1/'а-1)а]; Ь > 1

Приравняв объемы ядра термика и огневого шара, радиус которого определяется согласно (5), получим а = (2/е)1'3и. Параметр а учитывает различие в вертикальном и горизонтальном размерах начального паровоздушного облака.

Параметр р„ определяет затухание температуры при удалении от горячего ядра термика и вычисляется из нормировочного условия

со ю

2П¡рс (Т-Т )гс1г<1г = Я О О Р

Связь скорости ветра с вызываемыми им повреждениями устанавливается с помощью шкалы Бофорта . Выберем в качестве критической скорость ветра силой ю баллов ( ив ~ 22 м/с ). Такой ветер характеризуется как "сильный шторм, ломающий деревья". Цель расчета состоит в том, чтобы выделить в приповерхностном слое область, в которой продольная компонента скорости достигает или превышает значение ои хотя бы в какой-то момент времени, и выяснить характер зависимости размеров этой области от определяющих параметров м и а.

Система уравнений- термо- и газодинамики, описывающая процесс подъема термика, интегрировалась численно. Уравнения движения в безразмерных переменных имеют вид:

+ = 0;

ас

Нп 2-1 •* -1-» -»

з-^ = -(^Ма ) <7р + ре + Яе (Ли + 1/ЗУ(<11уи ))

ЙТ -1

э^ = -(р-Л^рсМ.уи + ^(ИеРг) ДТ, р=рТ

(8)

Здесь о = (о ,и ) - скорость газа; у - показатель•адаа-

Г 2

бЭТЫ ; Иа=(Ед/>'К0Т0)1/2, ро/г}, Рг=)}Ср/Х. - ЧИСЛЭ

Маха; Рейнольдса и Брандтля соответственно ( и0 - газовая постоянная ). Дифференциальные операторы записаны с учетом осевой симметрии.

Турбулентный характер течения учитывается введением еф-фективных турбулентных значений динамической вязкости и теплопроводности, которые предполагаются постоянными.

Вектор о описывает действие сил сопротивления растительного покрова и с учетом силы тяжести принимает следукпий безразмерный вид:

4 3 21/3 2 2 1/2

О =(С З1((и + О ) О ,1+С ,зН(0 + и ) О ), о < т ^ ь=н/и а г г г <1 г х г

О ={0Д), 0 < г < Ь=Н/1?

где са - коэффициент аэродинамического сопротивления; з -площадь поверхности влементов растительности, приходящаяся на единицу объема. Через ь здесь обозначена безразмерная высота растительности.

Граничные условия задавались следующим образом:

г=0: О =0, во /дг=др/дг=д?/дг=0 ; 1=0: V =0, 0т/<?г=3и /3х=0;

Г 1 I г

При г2 ♦ ъ ■* « задаются параметры невозмущенной атмосферы.

Безразмерные комплексы, использованные в расчетах, имели следующие значения:

г = 1.4; На = 0.281"М1/в; Яе = 516.3; Рг = 1; Ти/Т0 = 5.5;

Л = 0.1И/<Г; Ь = 0.364>м"1/3; С = 0.458-М1''3

а

Масса топлива варьировалась в расчетах в пределах м = юо -6500 тонн; параметр сжатия термика в вертикальном направлении - в пределах а = о - 1.

Поля скоростей и распределения температуры во всплывающем приповерхностном термине в различные моменты времени представлены на рис.4.

Нас интересуют точки поверхности с радиальными координатами г такими, что о (ь,1=ь) > и* = 22 м/с. Искомая область

г г

представляет собой кольцо б^н.о) $ г ^ £г(н.а).

На рис.5 изображена поверхность а, расположенная над плоскостью определяющих параметров (м,<?). Граница проекции етой поверхности на плоскость (м,о) делит последнюю на две области о, и о2 ( рис.6 ). Если точка с координатами мо,ао лежит в-области о|, то прямая (м=м0.<*=<*<,)« перпендикулярная плоскости определяющих параметров, пересекает поверхность а в точках с координатами (м <«т «<5) и (мо,<?о,ба).

Если точка (мо,а0) принадлежит области ва , то пересечения перпендикуляра, восстановленного в втой точке с поверхностью а нет - скорость не достигает критической величины ни в одной из точек поверхности.

На практике из-за неровностей ландшафта, несимметричности облака и црочих обстоятельств осесимметричность может существенно нарушаться. В случае Башкирской катастрофы ето

IVJ=2V,6m/c

I V|=2i,?"/f

0 i ■ i i г i =5,52 с

! / s ~ - . -

^ •»

X — . *

Л \ •» * V *

II * * * *

/ 4 4Г ét И

Г^^ ■<— А- *

с „_ ». »

2 г,Км O i z

I' 14,24 c t* 20,06 с

РИС.4

Подъем приповерхностного термина м = зооо т., а = i

РИС.5

Зависимость критической области от параметров ми а

5000 400 О

1000 м,

г 1

\

1 &

и V

Рио.-б. Предельная

кривая на плоскости определяющих параметров

£25 С^ ЧГ5 6

проявилось, в частности, в том, что определить значение <51 оказалось затруднительным, в то время как дальняя граница наблюдалась .достаточно четко. В такой ситуации естественно попытаться получить оценку для м, опираясь лишь на величину <5а. При втом величины м,<? определятся ухе неоднозначно; можно найти лишь интервал их возможного изменения.

Для аварии в Башкирии с хорошей точностью <5а = юоо, м. Изменяя а в пределах о < в < i , получим диапазон, в котором могут лежать искомые значения массы:

2200 ТОНН < М < 3600 ТОНН

Сопоставим эту величину с оценками, основанными на других подходах.

На основании анализа разрушений величина тротилового эквивалента ш может быть оценена по формуле М.А.Садовского для наземного взрыва твердого взрывчатого вещества:

1/э 2/э а э

Др/р0 = 0.83(2m) /R + 2.7(2т) /R + 7(2m)/R

где r --расстояние от места взрыва.

Для взрывов• газовых облаков имеется формула, аналогичная по структуре формуле М.А.Садовского:

i о. зэ , о. ее а э

АР/Р0 = 0.8га /R + 2.2m /R + 1.2m/R

Здесь т - масса тротила, энергия которого равна энергии газовой смеси, Кг.

Анализ разрушений, имевших место в результате взрыва в ближайших населенных пунктах, в соответствии с указанными выше методиками, дает для взрыва в Башкирии м ~ эоо - 14000 тонн.

Таким образом, оценка, полученная в настоящей работе находится в согласии с оценками, получаемыми другими методами.

В связи с большой неопределенностью начальных параметров образовавшегося на месте взрыва терщика, был проведен анализ

чувствительности результатов задачи к. заданию начальных данных.

Показано, что результаты устойчивы по отношению к неопределенностям в задании начальной температуры термика, потерь на формирование ударных волн, параметров сопротивления растительного покрова.

Наряду с детальными числеными расчетами, описанными выше, целесообразно иметь простую аналитическую оценку для массы топлива, сгорание которой может привести к возникновению ветра той или иной силы.

Путем рассмотрения упрощенной схемы течения был получен следующий результат:

(и^/4.9)3 < М, < (и^З.2)3 (9)

где и> - некоторое характерное значение скорости, ми •- минимальная масса топлива, вызывающая вовлечение воздуха в ядро шара с данной скоростью.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертации с единых методических позиций исследованы последствия крупномасштабных пожаров и взрывов. Получены следующие основные результаты.

1. С помощью сквозного расчета исследована задача о возникновении и развитии большого пожара, инициированного облаком продуктов взрыва ( терпком ), находящимся в атмосфере. Предложена математическая модель, позволяющая рассчитывать тепло- и массовыделение на поверхности совместно с газодинамическими процессами в атмосфере. Дана приближенная аналитическая зависимость изменения температуры поверхности во

времени на стадии зажигания; определен радиус пожара как функция мощиасти источника излучения. Выделены характерные стадии процесса.

2. Определено общее количество примеси, инжектируемое в атмосферу до момента зависания термика. Получена детальная картина распределения аэрозольной примеси в нижних слоях атмосферы; вычислены характеристики образухщегося сажевого облака.

3. Проведен параметрический анализ задачи. Получены зависимости характеристик загрязнения от мощности взрыва и характерной массовой скорости выгорания твердого топлива.

4. Рассмотрена задача об аварийном взрыве приповерхностного паровоздушного облака. Доказано наличие поражающего фактора, связанного с вовлечением окружающего воздуха в ядро всплывающего термика.

5. Предложен новый метод оценки мощности взрыва по вызываемым им разрушениям на подстилающей'поверхности. Выполнена оценка массы топлива, сгоревшего при аварии на продуктопроводе в Башкирии в июне 1989 г.

6. Предложена простая аналитическая оценка для минимальной массы топлива, вызывающей вовлечение окружающего воздуха в ядро термика с данной скоростью. Выполнено сравнение указанной оценки с результатами численных расчетов и показано их удовлетворительное совпадение.

ПУБЛИКАЦИИ

Основные результата диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гостинцев Ю.А., Махвиладзе Г.М., Новожилов В.Б. Начальная стадия развития большого пожара, инициированного излучением.- В кн.: Химическая физика процессов горения и взрыва. Горение конденсированных систем. Материалы IX Всесоюзного симпозиума по горению и взрыву. Суздаль, 1989, С. 101-104.

2. Гельфавд Б.Е., Махвиладзе Г.М., Новожилов Е.Б., Таубкин И,С., Цыганов С.А. Об оценке характеристик аварийного взрыва приповерхностного паровоздушного облака.

- Доклада АН СССР, 1991, т. 321, * 5, с. 978-983.

3. Гостинцев Ю.А., Махвиладзе Г.М., Новожилов В.Б. 4орми-рование большого пожара, вызванного излучением. - Изв. Академии Наук, МЖГ, 1992, * 1, с. 17-25.

4. Гельфанд Б.Е., Махвиладзе Г.М., Новожилов В.Б., Таубкин И.С., Цыганов С.А. Об оценке характеристик аварийного взрыва пршоверхностного паровоздушного облака.

- ФГВ, 1992, Т. 28 , * 2, С. 75-81.

Подписано в печать 29.04.93

Формат 6ох84 1/16 1,25 печ.л. 1,19 уч.-иад.л.

Тирах 100 8К8. Заказ А Бесплатно

Еаучно-иоследовательокЕй институт технико-вконоюгческих исследований. Мооква, ул. Наметкина,14

Лаборатория обзорной и реферативной НТИ и подготовки изданий. Мооква, ул. Ибрагимова, 15а