НЕУСТОЙЧИВЫЕ РЕЖИМЫ ТВЕРДОПЛАМЕННОГО ГОРЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Математика»

Список использованной литературы:

1. Звягинцев, Ю. П., Зубко, С. С. Петрофизика и геофизика нефтегазовых резервуаров: теория, практика, методы. — СПб.: Геотехнологии, 2013.

2. Миллер, М. М. Петрофизика осадочных пород: Теория и практика. — М.: Недра, 2017.

© Оразов Б., Оразов А., Нурлыев М., Маммедов Ш., 2024

УДК 62

Орехов Д.В.

Магистр, СамГТУ г. Самара, Самарская обл.

Научный руководитель: Кондратьева Л.А.

Доктор технических наук. профессор кафедры «МПМН», СамГТУ

г. Самара, Самараская обл.

НЕУСТОЙЧИВЫЕ РЕЖИМЫ ТВЕРДОПЛАМЕННОГО ГОРЕНИЯ

Аннотация

Неустойчивые режимы твердопламенного горения — это режимы, при которых стационарный режим теряет устойчивость и возникают различные явления, например:

Плоские автоколебания скорости фронта горения (пульсирующее горение).

Локализация реакции горения в очагах, движущихся по винтовой траектории (спиновые волны).

Беспорядочное движение множества очагов горения (хаотичные твёрдые пламена).

Ключевые слова Автоколебательные волны, спиновые волны, хаотичные волны неустойчивые режимы твердопламенного горения.

Во всех режимах горения точки волны движутся в одном направлении со стабильной скоростью во времени и пространстве. Фронт горения может быть различным: плоским, выпуклым (при наличии теплопотерь) или вогнутым с сильным искривлением. Всегда перед плоскостью фронта горения идет прогретый слой (предпламенная зона), за ним следует зона реакции. В стационарных условиях обе зоны спокойно сосуществуют, двигаясь с одинаковой скоростью. Однако в определенных условиях возможно нарушение этого устойчивого режима горения, когда зоны начинают распространяться с разной скоростью. Это приводит к возникновению неустойчивых режимов распространения пламени. Неустойчивость стационарного горения известна давно, но проявляется по-разному в различных системах. Примерами являются пульсации в камерах сгорания (под влиянием гидродинамических факторов) и образование ячеистых пламен. В случае потери устойчивости при горении газифицирующихся конденсированных систем процесс может затухнуть, так как неустойчивые формы не проявляются в обычных условиях горения. Важнейшую роль в исследовании этих явлений сыграли работы, в которых были предсказаны тепловые автоколебания фронта горения, дано экспериментальное подтверждение существования автоколебательных режимов горения и открыты спиновые волны, создана первая математическая модель спиновых режимов горения, обнаружено многоочаговое (хаотическое) распространение пламени, впервые математически показана возможность хаотизации в

распространении твердопламенного горения (ТПГ) , определен предел потери устойчивости.

Потеря устойчивости при горении газифицирующихся конденсированных систем приводит к затуханию процесса, и неустойчивые формы в обычных условиях горения не проявляются. Огромную роль в изучении этих явлений сыграли исследования, в которых были предсказаны тепловые автоколебания фронта горения, экспериментально подтверждено существование автоколебательных режимов горения, обнаружены спиновые волны, разработана первая математическая модель спиновых режимов и выявлено многоочаговое (хаотическое) распространение пламени..

Автоколебательные волны. Поверхность фронта сохраняет свой «стационарный вид». Мгновенная скорость горения одинакова для всех точек фронта и совершает периодические колебания вокруг некоторого среднего значения. На фоторегистрограмме (получаемой при фотографировании процесса па пленку, движущуюся в ортогональном по отношению к фронту направлении) видны «зубчики» на прямой фронта горения

Рисунок 1.1 - Автоколебательные волны горения

Спиновые волны. Поверхность горения теряет устойчивость, и гладкий фронт распадается. Реакция локализуется в очаге (со сверхадиабатической температурой), который движется в тангенциальном и продольном направлениях вокруг образца по винтовой траектории. Фоторегистрограмма и кадры спинового горения приведены на рисунке 1.2, а и б соответственно.

(<0

i т >: IHR. - т т

<1 к к щ j щ •

яр JL щ к» щ 9 9

ГШ g — 5 т О El

[а В т Б

hi щ ш т Ж

(б)

Рисунок 1.2 - Спиновое горение: № + N2; РN2 = 60 атм, РАг = 1 атм. (последовательность кадров: справа налево и сверху вниз)

Видно, как очаг появляется с противоположной от наблюдателя стороны образца, перемещается поперек и опять исчезает из поля зрения. Такая картина повторяется, пока не сгорит весь образец. Спиновая волна может быть как поверхностная (в гибридных системах), так и объемная (в перемешанных системах). Обнаружена новая разновидность спиновых волн: если образец, представляющий собой тонкую пластину или диск, поджечь в точке, то возникает спиралевидная волна, в которой очаг движется по спирали вокруг сгоревшей центральной части образца (рисунок 1.3). Поэтому различают винтообразные и спиралевидные спиновые волны.

Хаотические волны В таких режимах структура, образующаяся в стационарных состояниях, полностью распадается. Возникает множество очагов горения (повышенные температурные точки), которые движутся в одном направлении, но с различной скоростью - в процессе горения наблюдается пространственный и временной хаос.

Выделим главные задачи исследований неустойчивого ТПГ:

- определение параметров, влияющих на установления тех или иных неустойчивых режимов, и выявление областей их существования;

- установление закономерностей, структур и механизмов неустойчивых волн;

- выявление природы явлений и разработка теории процессов;

- предсказание реализации новых типов неустойчивого горения и их экспериментальное наблюдение.

Список использованной литературы:

1. Мержанов А.Г., Мукасьян А.С. Твердопламенное горение. - М.: ТОРУС ПРЕСС, 2007. -., ил.

2. Мержанов, А.Г. Авторское свидетельство № 255221, 1967 [Текст] / А.Г. Мержанов, В.М. Шкиро, И.П. Боровинская // Бюлл. изоб., 1971, №10. Патент Франции № 7014363, 1972. Патент США № 3726643, 1973. Патент Англии № 1321084, 1974.

3. Филоненко А. К. Нестационарные явления при горении гетерогенных систем, образующих тугоплавкие продукты // Процессы горения в химической технологии и металлургии. Черноголовка: Изд-во ОИХФ АН. СССР, 1975. С. 258-273.

4. Найбороденко Ю.С., Итин В. И., Мержанов А. Г., Боровинская И. П., Ушаков В. П., Маслов В. М. Безгазовое горение смеси металлов и самораспространяющийся высокотемпературный синтез интерметаллидов // Изв. вузов. Сер. Физика, 1973. №6. С. 142-146.

5. Шкиро В. М., Нерсисян Г. А. О структуре колебаний при горении смесей тантала с углеродом // ФГВ, 1978. Т. 14. №1. С. 149-151.

Рисунок 1.3 - Спиралевидная спиновая новая волна (след на сгоревшем образце)

6. Мукасьян А. С., Шугаев В. А., Кирьяков Н. В. Влияние газифицирующихся фаз на горение титана в воздухе // ФГВ, 1993. Т. 42, 29, №1. С. 9-13.

7. Филоненко А. К. Спиновое горение титана при низком давлении // ФГВ, 1991. Т. 27. №6. С. 41-45.

8. Вадченко С. Г., Филимонов И. А. Волновые режимы горения гафния в азоте // ФГВ, 1999. Т. 352. С. 4753.

9. Ермаков В. И., Струнина А. Г., Барзыкин В. В. Экспериментальное исследование процесса зажигания безгазовых систем волной горения // ФГВ, 1976. Т. 12, №2, С. 211-217.

10.Струнина А. Г., Булгакова Э. А., Демидова Л. К., Барзыкин В. В. Горение безгазовых систем при криогенных температурах // ФГВ, 1988. Т. 74. №2. С. 99-102.

© Орехов Д.В., 2024

УДК 62

Рахманов С.,

Преподаватель,

Международный университет нефти и газа имени Ягшыгелди Какаева,

Ашхабад, Туркменистан Тедженова М., Преподаватель,

Туркменский государственный архитектурно-строительный институт,

Ашхабад, Туркменистан Джепбаров Ш., Преподаватель,

Туркменский государственный архитектурно-строительный институт,

Ашхабад, Туркменистан Батырова А., Преподаватель,

Туркменский государственный университет имени Махтумкули,

Ашхабад, Туркменистан Научный руководитель: Керимов А.

Преподаватель,

Международный университет нефти и газа имени Ягшыгелди Какаева,

Ашхабад, Туркменистан

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ БОЛЕЕ ТОЧНЫХ МОДЕЛЕЙ СВЯЗИ МЕЖДУ ПЕТРОФИЗИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ И РЕЗУЛЬТАТАМИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Аннотация

Традиционные методы интерпретации данных геофизических исследований скважин (ГИС) часто сталкиваются с ограничениями, связанными с упрощенными предположениями о свойствах горных пород и нелинейными взаимосвязями между петрофизическими параметрами. Машинное обучение (МО) предоставляет мощный инструментарий для преодоления этих ограничений и создания более точных и гибких моделей.