автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Теплофизические основы пожаровзрывобезопасности водородной энергетики

На правах рукописи

ПУЗАЧ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

РГ5 од

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Специальность: 05.26.03 Пожарная безопасность

(технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА 2000

Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службы МВД России.

Научный консультант: академик РАН, доктор технических

наук, профессор Леонтьев А.И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Баратов А.Н.

доктор технических наук, профессор Харченко В.Н.

доктор технических наук, профессор Есин В.М.

Ведущая организация: Российский научный центр "Курчатовский институт", институт водородной энергетики и плазменных технологий

Защита состоится " " U-ЮИЯ 2000 г. в № ~ часов на заседании диссертационного совета Д 052.03.01 в Академии Государственной противопожарной службы МВД России по адресу:

129366, Москва, ул. Бориса Галушкина, д. 4, зал Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии ГПС МВД России.

Автореферат разослан ' 26 " 14 & Я 2000 г., исх. N Ь/'У Отзывы на автореферат с заверенной подписью и печатью просим направлять в Академию ГПС МВД России но указанному адресу.

Телефон для справок: 283-19-05.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук Т.Г. Меркушкина

1&н6р. + Н960 ~i9 0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В России самый высокий в мире уровень гибели люден в аварийных ситуациях (пожарах, взрывах и т.п.). Поэтому повышение уровня пожаровзрывобезопасности является важной проблемой в том числе и в водородной энерг етике. Понятие "водородная энергетика" появилось примерно в 1973 г. в период энергетического кризиса, когда окончательно стало ясно, что запасы органического топлива на Земле ограничены, а темпы их расходования угрожающе растут, и, следовательно, необходима разработка альтернативных нетрадиционных энергосистем. Водород считается наиболее перспективным энергоносителем энергетики будущего, так как он является экологически чистым веществом (при его сжигании образуется вода), а запасы сырья для его получения (вода) практически не ограничены.

В настоящее время водородная энергетика развивается умеренными темпами и происходит переход от развития глобальных концепции развития к конкретным научно-техническим разработкам (наземный и авиационный транспорт, автономные энергоустановки па водороде и т.п.). Однако в наиболее развитых странах мира разработаны на государственном уровне и практически выполняются концепции ее приоритетного развития.

К серьезным недостаткам водорода, существенно сдерживающим его более широкое использование, относится его высокая пожаровзрывоопасность (только ацетилен является более взрывоопасным газом). Водородная безопасность также является одной из ключевых проблем при обеспечении безопасности АЭС. Поэтому особое внимание должно уделяться вопросам пожаровзрывобезопасности при работе с водородом.

Правила и нормы пожаровзрывобезопасности при работе с водородом в настоящее время недостаточно разработаны и не могут соответствовать правилам при работе с любым другим пожаровзрывоопасным газом из-за уникальности свойств водорода. Кроме того, требования безопасности постоянно ужесточаются. Поэтому стандарты безопасности не могут быть установлены на длительный период и должны постоянно приводиться в соответствие с новым уровнем знаний и развития техники.

Реальные физические процессы, протекающие во время аварийной ситуации, являются сложными, нестационарными, трехмерными, до конца не изученными тепломассообменными процессами. Вопрос точности и надежности метода расчета тепломассообмена является ключевым в обеспечении безопасности людей, а также при выборе параметров и мест размещения датчиков системы пожаровзрывобезопасности. Сложность разработки такого метода заключается в многофакторности и нелинейности задачи. Математическое моделирование турбулентного тепломассообмена в сложных газодинамических и тепловых условиях (в том числе при горении и распространении водорода в помещении) вместе с другими задачами нелинейной физики входит в список тридцати особо важных и интересных проблем физики на ближайшие годы, составленный Российской академией наук.

Таким образом, разработка теплофизических основ пожа-ровзрывобезонашосгн водородной энергетики и, на их основе, правил и норм, а также методик их разработки и уточнения является.актуальной задачей.

Объектом исследования в диссертации являются газодинамические и тепломассообменные процессы, возникающие при пожаре, распространении и горении водорода в помещении, и практическое использование их основных закономерностей в решении задачи повышения уровня пожаровзрывобезопасности водородной энергетики.

Цель и задачи работы. Целыо диссертационной работы является разработка теплофизических основ научной базы обеспечения пожаровзрывобезопасной работы с водородом. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- провести всесторонний анализ существующих норм и правил при работе с водородом, расчетных методов и экспериментальных данных по газодинамике, тепломассообмену и трению в газовой среде помещения при пожаре, распространении и горении водорода, а также современных средств раннего обнаружения и диагностики пожара и натекания водорода в помещение;

- разработать метод расчета газодинамики, тепломассообмена и трения в помещении при пожаре, распространении и горении водорода, позволяющий рассчитать динамику опасных факторов пожара, прогрева ограждающих конструкций и размеров и

положения локальных взрыво- м пожароопасных зон при распространении водорода;

- выявить на основании численных исследований основные закономерности газодинамики и тепломассообмена при пожаре на примере горения жидкой пожарной нагрузки;

- выявить на основании численных исследований основные закономерности газодинамики и тепломассообмена при распространении водорода и горении локальных неоднородных водо-родовоздушных смесей в помещении с учетом динамики их образования;

- исследовать влияние теплового воздействия пожара на величину утечек водорода из водородной установки на примере гид-ридного аккумулятора водорода солнечно-ветровой автономно)! энергетической установки;

- предложить для диагностики состояния газовой среды при пожаре новый надежный способ измерения средних и пульсацион-ных скоростей высокотемпературного потока газа; разработать теплофизические основы пористого датчика с тепломассооб-менпой зашитой его стенок, являющегося чувствительным элементом предложенного способа;

- теоретически исследовать возможность раннего обнаружения возгорания или натекания водорода в помещение с помощью датчиков давления;

- экспериментально исследовать возможность использования для раннего обнаружения аварийных ситуаций внутри водородной энергетической установки тонкопленочного термопреобразователя на примере воздухозаборника авиационного двигателя на водороде;

- уточнить существующие правила работы с водородом, а также методику их уточнения для конкретных задач.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработана новая трехмерная дифференциальная (полевая) математическая модель расчета газодинамики, тепломассообмена и трения в газовой среде помещения при пожаре, а также при распространении и горении пожаровзрывоопасного газа (в том числе водорода) с учетом совместного действия таких возмущающих течение факторов как сжимаемость, неизотермич-ность, излучение, протекание химических реакций, продольный и поперечный градиенты давления, вдув-отсос на стенке, шероховатость стенки, кривизна поверхности, турбулентность, скач-

ки уплотнения и переход ламинарного режима течения в турбулентный; предложен конечно-разностный метод решения замкнутой системы уравнений;

- получены аналитически новые относительные законы трения для учета совместного воздействия нестационарности, неизо-термичности, сжимаемости и продольного градиента давления и отдельно для учета безотрывного взаимодействия скачка уплотнения с пограничным слоем; получена аналитически новая формула для расчета времени установления пограничного слоя; получены аналитически новые предельные значения относительного закона трения для ламинарного и турбулентного пограничного слоев при продольном отрицательном градиенте давления; получены на основании анализа экспериментальных данных новые формулы для расчета положения начала и окончания области перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный;

- разработана модифицированная интегральная математическая модель расчета тепломассообмена в помещении с учетом горения водорода и динамики прогрева ограждающих конструкций; предложен итерационный конечно-разностный метод решения замкнутой системы уравнений;

- выявлены новые закономерности тепломассообмена в помещении при горении жидкой пожарной нагрузки (керосина) на начальной и развитой стадиях пожара; впервые получена формула для расчета размеров области взаимной "нечувствительности" пожарной нагрузки и проема, а также новая формула для определения времени работы проема только на выброс газа наружу; уточнена область корректного применения интегральной математической модели для расчета начальной стадии пожара;

- впервые разработана двухмерная математическая модель совместного расчета тепломассообмена внутри мелкодисперсного порошка гидридообразующего материала, находящегося в гид-ридном аккумуляторе водорода, и в помещении при пожаре на примере гидридного аккумулятора солнечно-ветровой автономной энергоустановки;

- выявлены новые закономерности распространения водорода при его патекании в помещение; впервые получена формула для определения максимального размера зоны, образующейся над источником натекания водорода, с локальной взрывоопасной

концентрацией водорода; исследована эффективность применения механической вытяжной вентиляции и вдува струи инертного газа для уменьшения размеров или полного разрушения локальных пожаро- и взрывоопасных зон; выявлены новые особенности и закономерности горения локальных неоднородных водородовоздушных смесей в помещении с учетом динамики их образования и развития;

- предложен новый способ измерения средних и пульсационных скоростей высокотемпературного потока газа с помощью пористого датчика; разработаны теплофизические основы и теория пористого датчика, установленного также для этой цели в схеме термоанемометра (вместо измерительной нити); предложена новая математическая двухтемпературная модель расчета теплового состояния датчика и выбора его основных параметров;

- впервые предложены геилофизические основы разработки системы раннего обнаружения пожара и натекания водорода в помещение, в которой чувствительным элементом является датчик давления; экспериментально исследована возможность использования тонкопленочных термопреобразователей как сигнализаторов аварийных ситуаций в водородных энергетических установках на примере воздухозаборника авиационного водородного двигателя;

- разработаны научно обоснованные методики разработки новых и уточнения существующих норм и правил пожаровзрыво-безопасности при работе с водородом, а также расчета оптимального выбора и размещения датчиков систем иожаровзры-вобезопасности.

Достоверность представленных в диссертации результатов подтверждается использованием апробированных численных методов решения дифференциальных уравнений в частных производных, апробированной методики измерений и обработки экспериментальных данных, удовлетворительным согласованием расчетных результатов с экспериментальными данными, полученными автором и описанными в литературе, и аналитическими решениями, сопоставлением сданными других авторов.

Практическое значение. Предложенные новые методики расчета газодинамики, тепломассообмена и трения при пожаре, распространении и горении водорода в помещении позволяют более надежно, чем существующие методики, решить задачи

безопасной эвакуации людей и ранней диагностики возгорания и натекания водорода в помещение с помощью прогнозирования динамики опасных факторов пожара, прогрева ограждающих конструкций!, распространения и горения взрывопожа-роопасного газа, определения оптимального типа, параметров н мест размещения чувствительных элементов систем пожаро-взрывобезопасности, а также определения теплового или иного воздействия пожара на человека, энергетические установки и материальные ценности.

Проведенные исследования нашли широкое применение в совместных разработках систем пожаровзрывобезопасности энергетических (в том числе и водородных) установок на ряде предприятий и институтов.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе в Академии ГПС МВД России, были использованы в МГУ им. М.В. Ломоносова при разработке конструкции гидридного аккумулятора водорода и уточнении правил работы с водородом на экспериментальном баллистическом стенде, в НИЦ "Экология" ОИВТ РАН для разработки методик расчета тепломассообмена в различных энергетических установках, в ЦИАМ им. П.И. Баранова для исследования возможности использования тонкопленочных термопреобразователей вместо обычно применяемых датчиков, в ОАО "Лукойл-Москва" при разработке противопожарных мероприятий на высотных автостоянках МАС-251, встроенных в жилой комплекс автозаправочных станциях, для теплофизлческих и прочностных расчетов резервуаров с нефтью при пожаре и одновременной откачке нефти, а также при проектировании систем пожаровзрывобезопасности на действующих объектах или в проектах, в которых допущены отступления от норм пожаровзрывобезопасности или на которые отсутствуют нормы проектирования.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных симпозиумах "HYPOTHESIS-I, II и III" (Италия, 1995 г., Норвегия, 1997 г. и Санкт-Петербург, 1999 г.), на Y, YI и YII международных конференциях "Информатизация систем безопасности" (М., 1995, 1996 и 1997 гг.), на международных конференциях "Системы безопасности СБ-98 и СБ-99" (М„ 1998 и 1999 гг.), на YI международной конференции "Проблемы управления безопасностью

сложных систем" (М., 1999 г.), на III и IY Минском международном форуме по тепломассообмену (Минск, 1996 и 2000 гг.), на международном симпозиуме "Ileal Transfer Enchancement in Power Machinary" (M., 1995 г.), на XIY Всероссийской научно-практической конференции "Пожарная безопасность - история, состояние, перспективы" (М., ПИИ ПО РФ, 1997 г.), па научно-практической конференции "Пожарная безопасность - 97" (М., 1997 г.), на 1 и II Российских национальных конференциях по теплообмену (М., 1994 и 1998 гг.), на научно-практической конференции "Противопожарная защита жилого комплекса г. Москвы" (М., 1998 г.), на XY научно-практической конференции "Проблемы горения и тушения пожаров на рубеже веков" (М„ НИИ ПО МВД РФ, 1999 г.), на научном семинаре в НИЦ "Экология" ОИВТ РАН. на объединенном заседании кафедр инженерной теплофизики и гидравлики, процессов горения, прикладной механики, физики, учебно-научного комплекса ав-томатиз ировапных систем и информационных технологий и учебно-научного комплекса проблем пожарной безопасности в строительстве Академии Государственной противопожарной службы МВД России.

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 59 печатных работах.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, списка литературы и приложения. Работа изложена па 268 страницах машинописного текста, содержит 136 рисунков, ра змешенных на 115 страницах. Общий объем работы составляет 383 страниц.

На защиту выносятся:

- методы и методика расчета газодинамики, тепломассообмена и трения при пожаре, распространении и горении взрывопожа-роопасного газа (в том числе водорода) в помещении в сложных термогазоппнамнческих условиях с учетом совместного действия возмущающих течение факторов;

- формулы, полученные аналитически, для предельного относительного закона трения для учета совместного влияния нестационарности, неизотермичности, сжимаемости и продольного положительного градиента давления, а также отдельно для учёта безотрывного взаимодействия скачка уплотнения с пограничным слоем; формула, полученная аналитически, для расчета времени установления пограничного слоя; предельные значения

относительного закона трения для ламинарного и турбулентного пограничного слоев при продольном отрицательном градиенте давления; формулы, полученные на основе обобщения экспериментальных данных, для расчета положения области перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный;

- результаты численного исследования основных закономерностей газодинамики и тепломассообмена на начальной и развитой стадиях пожара при горении жидкой пожарной нагрузки (керосина); формулы, полученные в результате обобщения численного эксперимента, для расчета при пожаре продолжительности работы открытого проема только на выброс газов наружу, высоты нейтральной плоскости и размера зоны, при нахождении внутри которой в любом месте пожарной нагрузки параметры тепломассообмена меняются несущественно;

- результаты численного исследования основных закономерностей газодинамики и тепломассообмена при распространении водорода в герметичном помещении и в помещении с открытым проемом; формулы, полученные в результате обобщения численного эксперимента, для определения размеров локальной зоны с взрывоопасной концентрацией водорода, образующейся над источником его натекания; результаты численного исследования эффективности использования механической вытяжной вентиляции и вдува струи инертного газа для удаления водорода из помещения, а также уменьшения или разрушения локальных пожаро- и взрывоопасных зон;

- результаты численного исследования основных закономерностей газодинамики и тепломассообмена при горении локальных неоднородных водородовоздушных смесей в помещении с открытым проемом с учетом динамики их образования и развития; результаты численного исследования основных закономерностей газодинамики при разгерметизации емкости с водородом в помещении;

- метод расчета совместного тепломассообмена внутри мелкодисперсного материала, в котором протекают химические реакции, и внутри помещения при пожаре; результаты численного исследования теплового воздействия пожара на величину утечек водорода из гидридного аккумулятора солнечно-ветровой автономной энергоустановки;

- теоретическое обоснование и методика расчета системы раннего обнаружения пожара или натекания водорода в поме-

щеиие, в которой чувствительным элементом является датчик давления; экспериментальные данные по возможности использования тонкопленочных термопреобразователей как малоинерционных детекторов аварийных ситуации в водородных энергетических установках на примере воздухозаборника авиационного водородного двигателя;

- новый способ и теоретические основы измерения средних и пульсационных скоростей высокотемпературного потока газа с помощью пористого датчика; метод расчета теплообмена внутри стенки из проницаемого материала, обтекаемой высокотемпературным потоком газа;

- методики разработки новых и уточнения существующих норм и правил пожаровзрывобезопасности при работе с водородом, а также расчета оптимального выбора и размещения датчиков систем пожаровзрывобезопасности.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследований, изложены научная новизна, практическая значимость и достоверность полученных результатов, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлены результаты обзора литературных источников по рассматриваемой проблеме.

В первом параграфе проанализирована область применения водорода и его роль в энергетике и промышленности. Показано, что водородная безопасность является одной из ключевых проблем в обеспечении безопасности АЭС. Выполнен анализ пожаровзрывоопасности и методы снижения ее уровня при работе с водородом, а также основные причины возникновения аварийных ситуаций. Показано, что решение проблемы пожаровзрывобезопасности требует комплексного подхода.

Рассмотрены существующие нормы и правила безопасной работы с водородом. Показано, чго зги правила недостаточно точно, а в широком диапазоне случаев качественно и количественно неправильно отражают реальную картину аварийной ситуации в помещении с водородной энергетической установкой. Сделан вывод о том, что требуется разработка новых науч-

ных теплофизических основ для разработки новых и уточнения существующих правил и норм.

Во втором параграфе рассмотрены особенности математического моделирования тепломассообмена при распространении и горении водорода в помещении. Отмечено, что эти процессы являются существенно трехмерными, нестационарными, до конца не изученными, протекающими в сложных термогазодинамических условиях. Показано, что в настоящее время практически нет надежных универсальных инженерных методов расчета тепломассообмена с учетом совместного действия всех возмущающих течение факторов.

В третьем параграфе проведен анализ существующих методов расчета газодинамики, тепломассобмена и трения при пожаре в помещении. Выделены достоинства и недостатки, а также области достоверного применения интегральных, зонных и полевых моделей, ограниченные существенными упрощениями реальной физической картины течения. Показано, что для проведения надежных расчетов необходимо разработать трехмерную полевую модель с уточнением методов расчета турбулентного и лучистого теплопереноса в оптически неоднородной газовой среде в условиях пожара.

В четвертом параграфе проведен анализ существующих методов расчета лучистого теплообмена в газовой среде. Отмечены достоинства и недостатки, а также области использования зональных, диффузионных, потоковых и момептных методов, а также основанных на понятии оптической плотности дыма. Выделены методы учета влияния второй твердой фазы (дыма). Показано, что в настоящее время пет надежного универсального метода расчета лучистого теплообмена в условиях пожара.

В пятом параграфе проанализированы методы расчета турбулентного тепломассообмена и трения в сложных термогазодинамических условиях. Рассмотрены дифференциальные и интегральные модели расчета характеристик пограничного слоя. Показано, что достоверный расчет тепломассообмена в условиях пожара требует тщательного выбора и уточнения коэффициентов турбулентного переноса.

В шестом параграфе кратко выделены основные подходы к математическому моделированию процесса газификации пожарной нагрузки. Отмечено, в существующих моделях реальная физическая картина процесса существенно упрощается.

В седьмом параграфе представлены результаты анализа существующих методов диагностики и раннего обнаружения возгорания пли натекания водорода в помещении. Показано, что большинство методов имеют существенную инерционность. Отмечено, что методы расчета оптимального выбора типа, параметров и мест расположения чувствительных элементов систем пожаровзрывобезопасности недостаточно надежны из-за неполного понимания закономерностей тепломассообмена. Выделено, что при непрерывном контроле параметров газовой среды при пожаре требуются детек торы с тепломассообменной защитой их стенок.

В конце главы сделаны основные выводы и выполнена постановка задач исследования. Отмечено, что решающую роль в снижении уровня пожаровзрывоопасности водородной энергетики играет понимание теплофизических основ реальных физических процессов, происходящих при пожаре, распространении и горении водорода.

Во второй главе приведено описание теоретических основ разработанных новых математических моделей и методик расчета газодинамики, трения и тепломассообмена при пожаре, распространении и горении водорода в помещении. Представлены замкнутые системы уравнений, методы их решения, описание программы расчета на ПЭВМ и результаты тестовых расчетов.

В первом параграфе приведены допущения и упрощения реальной физической картины, основными из которых являются:

- газовая среда помещения является локально термодинамически и химически равновесной;

- газовая среда является смесью идеальных газов;

- химическая реакция горения является одноступенчатой и необратимой;

- диссоциация и ионизация среды при высоких температурах не учитывается;

- турбулентные пульсации не влияют на теплофизические свойства среды.

Описаны основные уравнения предложенной полевой модели. Трехмерные нестационарные дифференциальные уравнения в частных производных законов сохранения массы, импуль-

са и энергии записаны в форме Рейнольдса и приведены к обобщенному виду, удобному для численного решения:

где Ф - зависимая переменная; Г - коэффициент диффузии; 5 -источниковый член; р - локальная плотность газовой среды; н- -локальная скорость газовой среды (при расчете прогрева ограждающих конструкций равна нулю). Значения величин в уравнении (1) приведены в табл. 1.

Модель является односкоростной и однотемпературной. Используется модифицированная к-с модель турбулентности со следующим набором эмпирических констант: С[=1,44; С;=1,92; Ст£=1,0; а, =1,3; Г'(1=0,09. В области конвективной колонки О = 1,6. Расчет лучистого теплообмена в зависимости от оптической плотности газовой среды выполнен на основе приближений оптически тонкого и толстого пограничных слоев, а также с помощью моментного метода. При этом для определения интегральной степени черноты среды предложено использовать полученные расчетные значения оптической плотности дыма (см. табл. 1, уравнение 13):

где е., - интегральная степень черноты слоя газа толщиной Ь\ к=Х*Ох - коэффициент ослабления излучения; где X' - коэффициент для пересчета оптического диапазона излучения в инфракрасный; £>( - оптическая плотность дыма.

Описаны геометрические и физические условия задачи, граничные условия на внутренних и наружных поверхностях ограждающих конструкций помещения, на открытых проемах, а также начальные условия. Область горения или натекания водорода задается внутренними источниками массы и энергии в соответствующих уравнениях. Представлены методы расчета скорости газификации пожарной нагрузки, учета работы систем механической вентиляции, пожаротушения и отопления.

Во втором параграфе представлен интегральный метод расчета ламинарного и турбулентного пограничного слоя, используемый для расчета граничных условий на внутренних поверхностях ограждающих конструкций. Особое внимание уделено его уточнению для условий распространения и горения водорода, так как в этом случае конвективная составляющая тепло-

(1)

(2)

вого потока преобладает над лучистой из-за малой оптической плотности газовой среды. Решаются численным способом интегральные соотношения импульсов и энергии. Относительные законы трения и теплообмена представлены в виде:

% -- ч^ч^чдаурдауК; (3)

^ - ВД^Ч^Ч^РЛЧ^; (4)

где ^.Ч^.^ .Ч^Ч^.^ЛК.Ч'р/Н. - относительные законы трения и теплообмена (добавлен внизу индекс для учета влияния сжимаемости, неизотермичности, продольного градиента давления, вдува на стенке, шероховатости стенки, кривизны поверхности, внешней турбулентности, скачка уплотнения и гидродинамической нестацнонарности соответственно.

Приведен аналитический (с помощью метода возмущений Ван-Дайка) вывод относительного закона трения для учета совместного воздействия нестацнонарности, неизотермичности, сжимаемости и продольного градиента давления, имеющего вид:

Ч\. =

(5)

где

лК4, =

1

к-Й

■ й 05

¡5

формиараметр пограничного слоя; р, со, ^ - безразмерные плотность, скорость

сГс

и координата по толщине пограничного слоя.

Проведено его сопоставление с обычно используемыми формулами по принципу мультипликативности воздействий отдельных возмущающих факторов.

Для расчета положения области перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный предложены формулы, полученные на основании обобщения описанных в литературе экспериментальных данных. Начало и окончание области перехода

Таблица 1. Параметры и коэффициенты уравнения (1)

№ Ф Г 5

1 1 0 Сш

2 Н'х ц+цг + А _ ф & V Лг У дуЧ ОТу (•> V йсу 6Г 3 &

3 1«> ц+цг ( .V \ ф) су V (Ту 7 от, V су) оу 3 (Ту

4 И'; р+цг сЛ Ъ) йЛ Гх) й 3 гху >

5 Л',,- ПнЦ- тТ\Н2

6 А СО (О. о+В/г«) Р ЬсоЧппЦ

7 А со2 />7СУ)2)Р Ьсо№ цнЦ

8 Л ¡ПО (1>Н20+ В/и'о)р

9 Аш (Пт+йпп) р

10 Хов (ОогЛОпт)р Сов

11 к цт/стл VТ у сх,) Ргг 7" 5гу - Е

12 е ,, Е С. — уг 'А- г ((Ъи, Лс Л £ 1 ЯГ* ^хДй^ + Дл^ + Г'г, Т Г.7.у -сХ к

13 А 0

14 Я\ 0 ДшиЧ'я«

15 1н' Хм' 0

16 1с А* 0

17 1 А. + ХУ+Х.7

определяется по формулам:

Кежт1 = Кел(Т)(, Ф^Ф^Ф.пФпФ^./с,; (6)

, = Ке,,,Ф€ЛФ;ЛФтФлФмк[ ; (7)

Ке«т2 = Кеот> ФАФ^Ф^: (8)

_ ** т» ** ^ ** I.** - ** - - ** > **

где Келсг1 и Кеж.г2 - критические значения чисел Рейиольдса в местах начала и окончания области перехода соответственно; Кес.,,Де**2 - критические значения чисел Реннольдса 11е** в местах начала и окончания области перехода соответственно; Фс'Ф/.'Ф.и'Фг'Флл - формулы для расчета влияния внешней турбулентности, продольного градиента давления, сжимаемости, неизотермичности и шероховатости поверхности на соответствующее число Рейнольдса; Л2,к2 - поправочные коэффициент ы, полученные на основе обобщения описанных в литературе экспериментальных данных.

Далее представлены результаты теоретического исследования (с помощью метода характеристик) параметров процесса формирования ламинарного и турбулентного пограничного слоя на пластине. Понимание закономерностей такого процесса имеет важное значение для расчета быстродействия малоинер-ционпых детекторов (например, реагирующих на сверхмалые концентрации водорода или тонкопленочных термопреобразователей). Получена формула для расчета времени установления пограничного слоя:

ГЯ /

0 о

где // - формпараметр; .у и Ь - координата вдоль и длина пластины; и;, - скорость газа после установления.

Проанализировано влияние сжимаемости, неизотермичности и продольного градиента давления на это время для случая турбулентного пограничного слоя.

Дан аналитический вывод предельных значений относительного закона трения для учета воздействия продольного отрицательного градиента давления в ламинарном и турбулентном пограничном слое, а также относительного закона трения

для учета безотрывного взаимодействия скачка уплотнения с пограничным слоем.

В третьем параграфе описаны метод численного решения замкнутой системы уравнений и его реализация на ПЭВМ. Используется конечно-разностный метод контрольных объемов для неявной схемы на шахматной сетке. Распределение параметров внутри контрольного объема задается по схемам разности против потока или экспоненциальной. В области газодинамических разрывов для "сглаживания" решения введена "искусственная" вязкость.

В четвертом параграфе приведено описание интегральной модели расчета тепломассообмена при пожаре с учетом горения натекающего водорода и двухмерного прогрева ограждающих конструкций в отличие от обычно используемой модели. Приведены основные упрощения и допущения модели, а также дополнительные соотношения для ее замыкания. Описан метод численного решения и его реализация на ПЭВМ.

В пятом параграфе на основании разработанных моделей описана методика расчета газодинамики, тепломассообмена и трения при пожаре, распространении и горении водорода в помещении.

В шестом параграфе представлены результаты сопоставления расчетов температурных, скоростных и концентрационных (по водороду) полей по предложенной полевой модели с экспериментальными данными и аналитическими решениями (в упрощенных случаях) при пожаре, а также при распространении и горении водорода в помещении. Выполнено сопоставление расчетных и экспериментальных (описанных в литературе и полученных автором) профилей скорости по поперечному сечению турбулентного пограничного слоя, толщин вытеснения и потери импульса и распределения статического давления при течении газа в сложных термогазодинамических условиях (в том числе и с ударными волнами). Результаты расчета по предложенной интегральной модели сравниваются с экспериментальными значениями среднеобъмной температуры, среднеобъемной массовой концентрации кислорода и высоты нейтральной плоскости, а также с расчетом по полевой модели и с аналитическим решением.

На рис. 1 представлены результаты сопоставления расчетных и экспериментальных распределений массовых концентра-

Рис. 1. Распределения массовых концентраций водорода вдоль вертикальной оси: а) расчет: 1 - 60 с: 2 - 1200 с; 3 - 2400 с; г, 0, Л -эксперимент (Шебеко Ю.Н. и др.); б) расчет: 1 - размеры поверхности 0,5-0,5 м; 2 - 0,9-0,9 м; и, 0 - эксперимент (Макеев В.И. и др.)

ций водорода при его патекании в верхнюю часть помещения (а) и в случае испарения жидкого водорода (б). На рис. 2 приведены расчетные и экспериментальные распределения температур по осп пламени (а) и в характерных точках помещения (б) при горении различных горючих жидкостей, а на рис. 3 - зависимости давлений от времени при горении локальных однородных водо-родовоздушных смесей.

Рис. 2. Расчетные и экспериментальные зависимости осреднен-ных температур при горении: а) ацетон (диаметр очага горения ¿4=0,2 и 0,4 м): 1,2- расчет; бутил (d= 0,2 и 0,4 м): 3, 4 - расчет; □, <>,■,♦ - эксперимент (Гомозов A.B.); б) бензин: 1-4 - расчет; 0, А, о, □ - эксперимент

В основных выводах отмечена достаточная для практических целей точность разработанных методов расчета.

В третьей главе представлены результаты численного исследования основных закономерностей и особенностей газодинамики и тепломассообмена на начальной и развитой стадий пожара в помещении при горении жидкой пожарной нагрузки (керосина).

Рис. 3. Зависимости избыточного давления от времени при сгорании водородовоздушной смеси: а) расчет: 1-3 - начальное давление />о=105; 2-Ю5; 4-Ю5 Па; О, Д - эксперимент (Desoky A.A.); б) 1 - расчет; С - эксперимент (Корольченко А.Я. и др.)

В первом параграфе приведены исходные данные для численного эксперимента.

Во втором параграфе для начальной стадии пожара с помощью полевой модели исследовано влияние основных параметров задачи на термогазодинамическую картину течения, в том числе на время работы открытого проема только на выброс газа наружу и динамику опасных факторов пожара. Приведены полученные на основании обобщения полученных результатов методами регрессионного анализа формулы для расчета выше-

указанного промежутка времени, одна из которых имеет вид (коэффициент корреляции равен 15,2):

т = 1,093—— 0,002194 * _. . пп

4Пг (Лг) ' (П)

где х - безразмерное время работы на выброс; т=т/т*; т*=р0УЮ„-характерное время процесса; С0 = 0,5р0НЬу[&Н - характерный расход газа; Н - высота помещения; V - объем помещения; Ь -ширина проема; р0 - плотность воздуха в помещении перед пожаром; х - безразмерное расстояние от плоскости открытого проема до центра пожарной нагрузки; Г1 - величина проемности помещения; г - отношение высоты проема к его ширине.

Получена формула для определения размеров зоны вблизи открытого проема, при расположении вне которой в любой оставшейся части помещения пожарной нагрузки параметры тепломассобмена и динамика опасных факторов пожара меняются незначительно. Безразмерное расстояние по нормали от плоскости открытого проема до границы этой зоны по результатам аппроксимации численных расчетов с погрешностью, не превышающей 7%, может быть рассчитано по следующей формуле:

Х = Яаб(/,-1,Г22-|//+4'45; (12)

где Х-х/Ь\ х - координата вдоль длины помещения^ начало отсчета которой совпадает с плоскостью проема. При Х>\ площадь этой зоны равна нулю.

Максимальное время работы проема только на выброс газа наружу при заданных исходных данных рассчитывается по следующей формуле, аппроксимирующей результаты численных расчетов с погрешностью, меньшей 14%: - = го-Я2 +0.62Я+0.47

Тши— -й571-0.323Я • (13)

Выявлен порядок значимости (ранг) основных параметров задачи. Описаны и проанализированы выявленные трехмерные эффекты термогазодинамической картины. Показаны характерные поля температур, скоростей, массовых концентраций кислорода и схемы течения.

На рис. 4 приведены характерные изотермические поверхности в различные моменты времени при различном располо-

женин пожарной нагрузки. Видно, что при расположении вблизи открытого проема только часть припотолочной области заполнена горячим газом. Поэтому использование зонных моделей приведет к качественно неправильному результату, так как в них предполагается, что припотолочный слой является плоским и полностью заполненным равномерно прогретым горячим газом.

На рис. 5 и 6 представлены характерные поля скоростей в плоскости открытого проема и изотермы на расстоянии 0,15 м от потолка.

Рис. 4. Поля температур через 30 с от начала горения керосина при его расположении в центре пола (а) и вблизи проема (б)

Из рис. 5 ясно, что на проемах образуются двуячеистые структуры, а нейтральная поверхность может существенно отклоняться от плоской формы. Из рис. 6 видно, что изотермы под потолком имеют некоторую сложную форму, объясняющуюся существованием локальных участков ускоренного и заторможенного течения. Этот полученный результат должен учитываться при выборе мест размещения датчиков пожарной сигнализации.

У."

Рис. 5. Линии равного значения скорости в плоскости открытого проема: а) пожарная нагрузка в углу пола; б) в центре пола

Представлены результаты сопоставления расчета средне-объемных параметров газовой среды и массовых расходов че-

а)

у,м

б)

,м

Рис. 6. Изотермы в плоскости, параллельной полу и расположенной на расстоянии 0,15 м от потолка: а) пожарная нагрузка в углу пола; б) в центре пола

рез открытый проем по полевой и интегральной моделям и по аналитическому решению при различном уровне расположения проема относительно пола (рис. 7 и 8) и различном месте расположении пожарной нагрузки относительно открытого проема. Из рис. 7 л 8 видно, что интегральная модель может качественно и количественно неправильно описывать тепломассообмен на начальной стадии пожара.

В третьем параграфе показана область корректного применения интегральной модели и предложены формулы и мето-

дика се уточнения для конкретных исходных данных задачи.

Рис. 7. Зависимости среднеобьемной температуры от времени: а) /7=0.012; б) /7=0.346: и - аналитическое решение; 0 - интегральная модель; полевая модель: 1 - проем вверху, 2 - внизу

В четвертом параграфе представлены результаты исследования влияния основных параметров задачи (размеров помещения и открытого проема, скорости газификации и площади поверхности жидкой пожарной нагрузки, теплофизических свойств и толщины материала ограждающих конструкций и т.п.) на динамику массовых расходов притока наружного воздуха и истечения горячих газов наружу через открытый проем, среднеобъ-емных значений температуры, давления, плотности, массовых концентраций кислорода и токсичных компонентов, а также высоты нейтральной плоскости для развитой стадии пожара с использованием интегральной модели.

На основании обобщения полученных результатов приведены формулы для расчета высоты нейтральной плоскости на развитой стадии пожара и в режиме его затухания. Проведено сопоставление этих формул с результатами расчета по полевой модели.

В конце главы приведены основные выводы, в которых отмечено, что выявленные трехмерные эффекты пожара должны учитываться при рассмотрении вопросов безопасной эвакуации людей и размещения датчиков пожарной сигнализации.

Рис. 8. Зависимости массового расхода от времени с начала горения: а) Я=0.012; б) Я=0.346; 0,„ : ~ - аналитическое решение; О

- интегральная модель; полевая модель: 1 - проем вверху, 2 -внизу; Са: А - интегральная модель; полевая модель: 3 - вверху, 4

- внизу

В четвертой главе представлены результаты численного исследования основных закономерностей и особенностей газодинамики и тепломассообмена при распространении и горении водорода в помещении при его натекании в нижнюю часть помещения.

В первом параграфе представлены исходные данные для численного эксперимента.

Во втором параграфе приведены характерные картины течения, поля скорости и массовых концентраций водорода (рис. 9), зависимости локальных массовых концентраций водорода в характерных точках помещения от времени (рис. 10), а также распределения параметров газа вдоль оси конвективной колонки, образующейся над источником натекания водорода для помещения с открытым проемом и герметичного помещения. Выделены два основных режима течения: неразвитая и развитая конвекция.

Описаны трехмерные эффекты газодинамической картины течения и проведен их анализ. На рис. 11 и 12 представлены характерные поля массовых концентраций водорода на расстоянии 0,15 м от потолка и поля скоростей в плоскости открытого проема соответственно. Из рисунков ясно, что концентрационные поля водорода имеют довольно сложную форму.

Рис. 9. Поля массовых концентраций водорода в различные моменты времени: а - 10 с; б - 50 с; в -120 с

На основании обобщения полученных результатов представлены формулы для расчета максимальной высоты локальной взрывоопасной зоны, образующейся над источником на-текания водорода. Одна из формул с погрешностью, не превышающей 3%, имеет вид:

- Г ЯУ1'5

Н,л = (-0.55 + 63.78/,, - 2227/1 + 58080./^—J ; (И)

где Нла- Нйа1 йе[- безразмерная высота взрывоопасной зоны;

Н(к1 - высота этой зоны; (1е[- эффективный диаметр отверстия; /Л - удельный безразмерный массовый расход водорода.

Расчеты с использованием соотношений для свободной турбулентной или ламинарной конвективной струи дадут зани-

женное значение максимальной высоты взрывоопасной зоны, так как максимальная высота этой зоны будет в режиме неразвитой конвекции на начальной стадии процесса (рис. 10(6)).

0.032

0.024

X

0.016

0.008

4 0 _ „ 8 0 Т 1 V/

1 2 0

0.015 »

Хи

0.00

Рис. 10. Зависимости массовых концентраций водорода от времени: а) герметичное помещение; б) помещение с открытым проемом (/7=0,346): 1,2- нижний концентрационный предел горения и детонации; 3, 4 - центр и угол потолка; 5, 6 - стена на уровне половины высоты помещения и пола

Описана аналогия между физической картиной при распространении водорода и пожаре в помещении и условия ее существования.

В третьем параграфе представлены результаты численного исследования эффективности использования вытяжной механической вентиляции для удаления водорода из помещения и уменьшения или разрушения локальных пожаровзрывоопасных зон в помещении. Приведены результаты исследования производительности вентиляции и места расположения вентиляционных отверстий на газодинамическую картину течения и концентрационные поля водорода.

Рис. 11. Концентрационные поля водорода в плоскости, параллельной иолу и расположенной на расстоянии 0,15 м от потолка, в различные моменты времени: а - 10 с; б - 50 с

Рис. 12. Поля проекций скорости на ось ОХ в плоскости открытого проема в различные моменты времени: а - 10 с; б - 50 с

Расчеты показали, что через 10 с от начала натекания водорода в помещение поступило 0,04 кг водорода, а из помещения было удалено:

- помещение без вентиляции: 0,005 кг (12,5%);

- вентиляционное отверстие на стене под потолком: И;=0,45 м-7с - 0,0054 кг (13,5%);

IV = 2,7 м3/с - 0,0194 кг (48,5%);

- вентиляционное отверстие расположено по центру потолка: И7,.=0,45 м-7с - 0,0312 кг (78%);

W=2,7 mVc - 0,0327 кг (81,8%).

Для меньшей производительности вытяжной вентиляции большая часть водорода удаляется через вентиляционное отверстие, а часть уходит через открытый проем наружу или в смежное помещение. При большей производительности весь водород удаляется системой вытяжной вентиляции.

Однако, несмотря на большее количество водорода, удаляемого из помещения системой вентиляции при расположении вентиляционного отверстия вверху над конвективной колонкой, размеры взрывоопасной зоны изменяются слабо по сравнению с вентиляционным отверстием, расположенным на стене вверху.

Через 120 с от начала натекания в помещении без вытяжной вентиляции из помещения через открытый проем ушло наружу 0,347 кг (72,3%) водорода из 0,4 кг, поступившего в помещение за это время. Это количество сопоставимо с количеством водорода, удаляемого вытяжной вентиляцией. Этот результат объясняется интенсивными конвективными процессами при на-текании водорода в нижнюю часть помещения, возникающими за режимом неразвитой конвекции.

Даны результаты исследования вдува струи инертного газа в область натекания водорода на газодинамику и концентрационные поля водорода. Сделаны выводы о возможностях и методах разрушения или уменьшения размеров локальных зон с взрыво- и пожароопасными концентрациями водорода.

В четвертом параграфе приведены результаты расчета газодинамики и массообмена при внезапной полной разгерметизации баллона с газообразным водородом в помещении с открытым проемом. Получены характерные поля давлений и локальных массовых концентраций водорода (рис. 13) в различные моменты времени. Обнаружено, что при первоначальной величине давления водорода в баллоне, меньшей определенного зна-

чения, фронт распространения области с повышенной концентрацией водорода двигается с меньшей скоростью, чем фронт области повышенного давления. При большем давлении эти скорости выравниваются.

Рис. 13. Поля массовых концентраций водорода через 0,001 с при первоначальном давлении в баллоне 10ь (а) и 107 Па (б)

В пятом параграфе представлены результаты численного исследования горения неоднородной водородовоздушной смеси с учетом предистории и динамики распространения водорода в помещении. Обнаружено, что с некоторого времени от начала детонации происходит разрушение и полное уничтожение ло-

кальпых взрывоопасных зон и детонационное горение прекращается. Характерные поля массовых концентрации водорода и схемы течения представлены на рис. 14 и 15.

В шестом параграфе даны рекомендации и методика уточнения правил безопасной работы с водородом.

В конце главы приведены основные выводы, в которых отмечено, что для снижения пожаровзрывоопасности водородных энергоустановок необходимо учитывать выявленные закономерности распространения и горения водорода.

а)

б)

2-5 [Г

[

1.5 L 1 ^ 0.5 ' 0 3 2.5 2

Z.M

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

М

Рис. 14. Поля массовых концентраций водорода в различные моменты времени: а - 0,005 с; б - 0,10 с

В пятой главе представлены результаты теоретического исследования гюжаровзрывоопасности хранения водорода в химически связанном состоянии в виде твердых гидридов гидри-дообразующих соединений.

В первом параграфе описана автономная солнечно-ветровая энергетическая установка для обеспечения автономного потребителя теплом и электроэнергией и приведены методика и результаты расчета се основных параметров (в том числе и параметров гндридного аккумулятора водорода).

Во втором параграфе представлена математическая модель расчета тепломассообмена внутри мелкодисперсного гид-ридообразующего материала и ее сопряжение с интегральной моделью расчета тепломассообмена при пожаре в помещении, где расположен гидридный аккумулятор. Решаются двухмерные нестационарные уравнения законов сохранения отдельно для твердого гидридообразующего материала и для водорода, находящегося в пространстве между частицами гидрида.

Описана методика численного решения системы дифференциальных уравнений. Проведено сопоставление результатов расчета температурных полей внутри гидрида с экспериментальными данными, описанными в литературе, показавшее достаточную для инженерного метода расчета точность.

В третьем параграфе приведены результаты оптимизационных расчетов конструкции гидрндного аккумулятора с утили-

зацией теплоты реакции сорбции водорода. Обнаружено, что реакции сорбции-десорбции не являются строго фронтальными, а идут в некоторой области, размеры которой меняются при изменении концентрации адсорбированного водорода. Показано, что утилизация тепла приводит к существенному увеличению времени полной зарядки аккумулятора водородом.

В четвертом параграфе исследованы закономерности тепломассообмена при разгерметизации аккумулятора под тепловым воздействием пожара. Показано, что весь водород, запасенный в гидридном аккумуляторе, может десорбироваться и через место разгерметизации водородной магистрали (из-за повышения давления водорода) поступить в помещение (рис. 16).

0.003 -

О .002

кг/с 0.001

Рис. 16. Зависимость массового расхода водорода, поступающего в помещение, от времени пожара: 1 - бетонные ограждающие конструкции; 2 - стальные

В основных выводах даны рекомендации по снижению уровня пожаровзрывоопасности гидридного аккумулятора.

В шестой главе рассмотрены некоторые вопросы раннего обнаружения и диагностики аварийных ситуаций работы водородных энергоустановок.

В нервом параграфе описан новый метод измерения ос-редненных и пульсационных скоростей высокотемпературного потока газа с помощью пористого датчика с тепломассообмен-

Рис. 17. Принципиальная схема использования пористого датчика: а) в схеме обычного термоанемометра; б) новый метод: 1 -пористый датчик; 2 - охлаждающий газ; 3 - расходомер; 4 - горячий газ; 5 - термоанемометр; 6 - электрический провод

ной защитой его стенок. Представлена концепция пористого термоанемометра. Принципиальные схемы предложенных методов показаны на рис. 17.

Разработана теория работы пористого датчика в режимах вдува холодного газа или отсоса рабочего газа для методов постоянного тока и постоянной температуры. Основное уравне-

ние предложенного метода измерения имеет вид, подобный обычно используемому уравнению:

а+В^- (15)

где и; - измеряемая скорость газа; I - ток, текущий по датчику;

ЛЦТК -'/;;) ^ 0.424^тгЬРг02 *.„ д_0.57Ч;л1Рг°"\Гро4^'5

Я,, + Ы<: ; "" " Ы{ ["ц,

Тп - температура наружно!! поверхности датчика; Тх - температура рабочего газа; Тп. - температура газа на выходе из датчика; /?,,., А\, - электрическое сопротивление трубки при температуре наружной поверхности трубки и горячего газа; а„. - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности трубки к рабочему газу; /„. - массовая скорость вдуваемого (или отсасываемого) газа через пористую трубку; Ь - длина датчика; к¥ь - относительный закон теплообмена для учета вдува (или отсоса).

Описана новая двухтемпературная математическая модель расчета конвективного тепломассообмена в пористом материале датчика. Представлены результаты расчета теплового состояния датчика в зависимости от величин теплопроводности, пористости и толщины материала каркаса, а также от удельного массового расхода и теплопроводности охлаждающего газа. Показано, что температура охлаждающего газа на расстоянии порядка 10 мкм от огневой поверхности существенно выше температуры материала каркаса. В остальной области температура каркаса выше температуры охладителя. Этот результат качественно и количественно существенно отличается от приведенных в литературе данных. Дана методика расчета оптимальных параметров датчика.

Во втором параграфе представлены результаты численного исследования возможности сверхраннего обнаружения возгорания или натекания водорода в помещение с помощью акустических датчиков давления. Показано, что повышение давления в фазе первоначальной вспышки или "вброса" водорода, длящейся порядка 0,05 с, и в фазе последующих пульсаций давления на поверхностях ограждающих конструкций (рис. 18), длящихся порядка 1 с, достаточно для регистрации начала аварийного процесса. Отмечено, что датчики, реагирующие на повышенную температуру или концентрацию токсичного газа или водорода,

срабатывают через сугцсствеино больший промежуток времени с начала процесса.

8

0.5

Р< Г1а

о

-.5

-4

О 0.5

1.5 2

О 0.5

1.5 2

X, с

Рис. 18. Зависимости давления от времени при различной величине площади пожарной нагрузки V = 0,01(а) и /•' = 0,25 (б)

В третьем параграфе описана экспериментальная установка и представлены результаты экспериментов по исследованию возможностей использования тонкопленочных малоинерционных термопреобразователей для обнаружения и диагностики аварийных ситуаций в водородных энергетических установках на примере воздухозаборника авиационного двигателя на водороде. Аварийная ситуация моделировалась изменением частоты дросселя на выходе из воздухозаборника. При этом происходило перемещение замыкающего прямого скачка уплотнения от выхода из воздухозаборника до его входного сечения. Термопреобразователь располагался вблизи горлового сечения канала. Чувствительный элемент детектора был установлен заподлицо с поверхностью стенки. Рядом с ним находился пьезодат-чик Сунцова, обычно применяемый для диагностики режима работы. В эксперименте измерялись давление торможения перед и на выходе из воздухозаборника, распределения статического давления по его длине и показания обоих датчиков. Измерительная аппаратура состояла из термоанемометра, цифрового вольтметра и шлейфового осциллографа.

Приведены экспериментальные результаты (при различных режимах работы) по сравнению быстродействия тонкопле-

ночного термопреобразователя с пъезодатчнком, реагирующим па пульсации давления. Более раннее срабатывание предложенного датчика объясняется тем, что коэффициент теплоотдачи резко изменяется в точке отрыва потока, вызванного взаимодействием скачка уплотнения с пограничным слоем, по сравнению с безотрывным течением, в то время как пульсации давления нарастают в развитой отрывной зоне, а не в точке отрыва.

В четвертом параграфе даны рекомендации и методика расчета оптимального выбора парамегров и мест установки датчиков противопожарной аварийной сигнализации, систем обнаружения нагекания водорода и других систем пожаровзры-вобезопасности объектов.

В основных выводах даны рекомендации по повышению надежности раннего обнаружения и диагностики аварийных ситуаций при работе с водородом.'

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны теплофизические основы пожаровзрыво-безопасности водородной энергетики, которые позволяют обеспечить повышение уровня безопасности люден и материальных ценностей, раннее обнаружение и диагностику аварийных ситуаций и успешную их ликвидацию при работе с водородом. Создан программно-вычислительный комплекс для расчета на ПЭВМ параметров газодинамических и тепломассообменных процессов, происходящих внутри помещения и водородной энергоустановки при различного вида аварийных ситуациях.

2. Разработана новая трехмерная дифференциальная математическая модель и методика расчета газодинамики, тепломассообмена и трепня (в том числе опасных факторов пожара), а также прогрева ограждающих конструкций при пожаре, распространении и горении водорода в помещении с учетом совместного действия возмущающих течение факторов, а также работы систем приточно-вытяжной механической вентиляции, пожаротушения и отопления. Выполнено уточнение конвективного теплообмена и трения на стенке. При этом получены аналитически новые относительные законы трения для учета совместного и отдельного воздействия нескольких возмущающих факторов, а также формулы для учета влияния возмущающих факторов на переход ламинарного пограничного слоя

в турбулентны!!. Предложен метод уточнения расчета параметров лучистого теплоперепоса в задымленном газе с помощью оптической плотности дыма. Разработан конечно-разностный метод решения замкнутой системы уравнений. Совпадение расчета с экспериментальными данными, полученными автором и описанными в литературе, является удовлетворительным для инженерного метода расчета.

3. Теоретически исследован процесс формирования пограничного слоя на поверхностях чувствительных элементов детекторов системы ножаровзрывобезопасности. Получены новые формулы для расчета характеристик процесса установления ламинарного и турбулентного пограничного слоя, позволяющие оцепить быстродействие малопнерционных детекторов пожар-нон сигнализации.

4. Разработана модифицированная интегральная математическая модель расчета тепломассообмена при пожаре с уче-тм горения водорода и двухмерного прогрева ограждающих конструкций, позволяющая проводить низкотрудоемкий мно-говариалтныи расчег динамики опасных факторов пожара на ПЭВМ. Определена область корректного применения модели на начально» стадии пожара и на основании численного эксперимента предложены формулы и методика ее уточнения.

5. Выявлены на основании численного эксперимента новые закономерности и особенности газодинамики и тепломассообмена при горении жидкой пожарной нагрузки (керосина) в помещении для начальной и развитой стадий пожара. Исследовано влияние основных параметров задачи (размеры, расположение и свойства пожарной нагрузки, размеры и расположение проемов, размеры помещения и т.д.) на динамику опасных факторов пожара, прогрев ограждающих конструкций и естественный газообмен через открытые проемы. Получены формулы для расчета высоты нейтральной плоскости на развитой и затухающей стадиях. Выявлены трехмерные эффекты термогазодинамической картины течения, влияющие на безопасную эвакуацию людей и выбор мест размещения датчиков пожарной сигнализации. На основании обобщения результатов расчета получены формулы для расчета промежутка времени работы открытого проема только на выброс газа наружу и размеров зоны, при расположении в любой части которой пожарной нагрузки параметры тепломассообмена меняются несущественно.

6. Выявлены на основании численного эксперимента основные закономерности и особенности газодинамики и тепломассообмена при распространении и горении водорода в помещении в локальных неоднородных концентрационных полях с учетом предистории процесса, а также в случае работы системы механической вытяжной вентиляции и вдува а рун инертного газа. Получена формула для определения максимального размера локальной взрывоопасной зоны, образующейся над источником натекания водорода. Определены трехмерные эффекты тепломассообмена, существенно влияющие на время срабатывания детекторов системы безопасности. Даны рекомендации и методика расчета эффективной системы водо-родоудаления из помещения и разрушения или уменьшения размеров локальных взрыво- и пожароопасных зон в помещении.

7. На основании численного эксперимента показана принципиальная возможность разработки системы раннего обнаружения возгорания или натекания водорода в помещение, чувствительным элементом которой являются датчики давления. Предложена методика выбора и расчета параметров датчиков и мест их расположения для конкретной задачи. Экспериментально показана возможность и преимущества использования тонкопленочных малоннерцнонных термопреобразователен для раннего обнаружения аварийной ситуации внутри водородных энергетических установок на примере воздухозаборника авиационного водородного двигателя.

8. Предложен новый способ измерения средних и пульса-ционных скоростей высокотемпературного потока газа, чувствительным элементом которого является пористый датчик с тепломассообменной защитой его стенок. Разработана теория проведения измерений с помощью представленного метода. Показано, что использование такого датчика в схеме обычного термоанемометра приводит к существенному увеличению чувствительности измерений и сроку службы в среде горячего газа. Предложена двухтемпературная математическая модель расчета теплового состояния датчика. Результаты расчета теплового состояния проницаемого материала, обтекаемого высокотемпературным потоком газа, показали существенные качественные и количественные отличия от других методов расчета и удовлетворительное совпадение с экспериментальными данными.

9. Предложена двухтемпературная двухмерная математическая модель совместного расчета тепломассообмена внутри мелкодисперсного порошка гидридообразующего материала и в помещении при пожаре. Проведено численное исследование влияния утилизации теплоты реакции сорбции на основные параметры гидридного аккумулятора водорода с целью выбора его конструкции. Показано, что хранение водорода в химически связанном виде в гидридообразующих материалах является при определенных условиях пожаровзрывоопаспым способом, так как под тепловым воздействием пожара связанный водород де-сорбируется, его давление в магистрали повышается, возможна ее разгерметизация и поступление всего водорода, хранящегося в аккумуляторе, в помещение. Даны рекомендации по снижению уровня пожаровзрывоопасности аккумулятора.

10. Разработаны рекомендации и методики расчета оптимального выбора параметров и мест установки детекторов различных типов системы пожаровзрывобезопасности в помещении. Уточнены существующие правила и нормы безопасной работы с водородом, а также методика их разработки и уточнения для конкретных параметров задачи. Например, полученная формула для высоты взрывоопасной зоны над источником на-текания водорода может использоваться для выбора более обоснованного с точки зрения безопасности размещения технологического оборудования, а гидридный аккумулятор необходимо рассматривать как баллон, заполненный газообразным водородом под давлением, определяемым по уравнению Вант-Гоффа. Предложенные методики позволяют решить основные задачи пожаровзрывобезопасности объектов водородной энергетики.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. К вопросу диагностики режима работы воздухозаборника авиационного двигателя / Поляков Ю.А., Пузач C.B., Захаров H.H., Марквит Ю.М. // Известия ВУЗов. Авиационная техника. - 1991. - № 3. - С. 105-107.

2. Инженерный метод расчета пускового и стационарного режима работы сверхзвукового диффузора / Пузач C.B., Захаров H.H., Совин C.B., Янсон P.A. // Инженерно-физический журнал. - 1991. - Т. 61, ЛЬ 1. - С. 63-70.

3. Puzach S.V. Effect of Supersonic Diffuser Geometry on Operation Conditions // Experimental Thermal and Fluid Science. -1992. - Vol. 5,№ 1. - P. 124-129.

4. Пузач С.В. Исследование процесса формирования сжимаемого неизотермического динамического пограничного слоя на непроницаемой пластине // Теплофизика высоких температур. - 1994. - Т. 32, j\s 3. - С. 394-397.

5. Пузач В.Г., Пузач С.В. Тепло- и массообмен в процессе формования расплавленных веществ газовой подушкой // Труды 1 Российской Национальной конференции по тепломассообмену.

.- М. : МЭИ, 1994.-е. 173-178.

6. Пузач В.Г.. Пузач С.В. Исследование газодинамики и теплообмена в процессе формования расплавленных веществ газовой подушкой // Теплофизика высоких температур. - 1995. - Т. 33, № 6. - С. 895-899.

7. Пузач В.Г., Пузач С.В. Расчет трения и теплообмена при течении газа в каналах и внешнем обтекании тел // Известия РАН. Энергетика. --1996. - № 2. - С. 44-54.

8. Puzach V.G., Puzach S.V. Calculation of Friction and Heat Transfer on Gas Turbines Blades with Porous Surface // Heat Transfer Enchancement in Power Machinary: International Symposium. - M. : MEI, 1995. - p. 123-127.

9. Апфельбаум M.C., Пузач С.В. Уравнения термогидродинамики слабопроводящих сред // Уравнения состояния веществ: Материалы XI Международной научной конференции. -Нальчик: ИБГУ, 1996. - с. 42-43.

10. Malyshenko S.P., Puzach S.V. Mathematical Modeling of Integrated System for Accumulation of Hydrogen and Heat in Autonomic Power Units, using Renewable Sources // HYPOTHESIS I: International Symposium. - Italy: Cassino University, 1995. - p. 81-89.

11. Поляков Ю.А., Пузач В.Г., Пузач С.В. Автоматизированная система контроля и обеспечения безопасности технологического процесса формования расплавленных веществ газовой подушкой // Информатизация систем безопасности ИСБ-95: Материалы IY Международной конференции. - М. : ВИПТШ МВД РФ, 1995. - с. 56-58.

12. Пузач С.В., Я неон Р.А. Исследование процесса формирования пограничного слоя на пластине// Труды МЭИ № 204. -М. : МЭИ, 1989. - С. 108-113.

13. Ермолаев И.К., Пузач В.Г., Пузач C.B. Особенности тепломассообмена при кристаллизации алюминиевых сплавов на поверхностях, охлаждаемых кипением в пористой структуре // Труды III Минского международного форума по тепломассообмену ММФ-96. - Минск: АПК "ИТМО им. А.В.Лыкова" АНБ, 1996.-Т. 4.-с. 57-64.

14. Малышенко С.П., Пузач C.B. Аккумулирование водорода и тепловой энергии в автономных солнечных и ветровых энергоустановках // Известия РАН. Энергетика. - 1997. - № 2. -С. 52-60.

15. Леонтьев А.И., Пузач В.Г., Пузач C.B. Особенности теплового состояния проницаемой стенки, обтекаемой высокотемпературным потоком газа // Известия РАН. Энергетика. -1997. - Ко 2. -С. 106-113.

16. Ермолаев И.К., Пузач В.Г., Пузач С.В. Особенности теплообмена и термическое контактное сопротивление при кристаллизации тонких полос алюминиевых сплавов па медной и стальной подложках // Теплофизика высоких температур. - 1997. -Т. 35, Лг9 4. - С. 614-619.

17. Баутин A.B., Поляков Ю.А., Пузач C.B. Многоканальная система диагностики тепловых полей при возникновении пожаров // Пожарная безопасность - история, состояние, перспективы: Материалы XIY Всероссийской научно-практической конференции, 1997. - М. : НИИ ПО МВД РФ. - Ч. 2. - с. 203.

18. К вопросу пожаровзрывоопасности разгерметизации гидридного аккумулятора водорода / Абросимов Ю.Г., Кошмаров Ю.А., Пузач C.B., Баутин A.B., Поляков Ю.А. //Там же. - с. 232-233.

19. Разработка и моделирование быстродействующего сигнализатора водорода / Кабанов Д.Г., Ландышев Н.Б., Поляков Ю.А., Пузач C.B. //Там же. - с. 122-123.

20. Принципы построения системы технического зрения роботов иожарно-технического применения / Баутин A.B., Баум П.Б.. Поляков Ю.А., Пузач C.B. //Там же. - с. 97-98.

21. Concept of Porous Wire Anemometer / Afgan N.H., Pereira J.C., Leontiev A.I., Puzach S.V. // International Communications in Heat and Mass Transfer Journal. - 1997. - Vol. 24, № 3. - P. 411-418.

22. Puzach S.V. Features of Heat and Mass Transfer in LaNi5 Hydride Accumulator of Hydrogen with Utilization of Sorption Reaction Heat // HYPOTHESIS II: International Symposium. -Norway: Grimstad University, 1997. - p. 27-28.

23. О фрактальной природе информационных процессов в системах живой и неживой природы / Баутип A.B., Баум П.В., Поляков 10.А., Пузач C.B. // Информатизация систем безопасности ИСБ-97: Материалы YI Международной конференции: -М. : МИПБ МВД РФ, 1997. - с. 56-57.

24. Баутин A.B., Поляков Ю.Л., Пузач C.B. Использование в информатике систем безопасности теории катастроф и теории хаоса // Там же. - с. 57-58.

25. Расчет тепломассообмена при разгерметизации гид-ридного аккумулятора водорода при пожаре в помещении / Андреев В.В., Прозоров Р.В., Поляков Ю.А., Пузач C.B. // Пожарная безопасность - 97: Материалы научно-практической конференции. - М. : МИПБ МВД РФ, 1997. - с. 92-94.

26. Вертман A.A., Пузач В.Г., Пузач C.B. Эффективные направления утилизации отходов горно-металлургического комплекса и строительства // Экология и промышленность России. - 1998. -№3. -С. 30-33.

27. Абросимов Ю.Г., Поляков Ю.А., Пузач C.B. Совместный расчет тепломассообмена в гидридном аккумуляторе водорода и в помещении при пожаре // Труды II Российской национальной конференции по теплообмену. - М. : МЭИ, 1998. - Т. 3. -с. 157-160.

28. Пузач C.B. Теплофизические основы пожаровзрыво-безопасности водородных энергоустановок // Системы безопасности СБ-98: Материалы YII Международной конференции. -М. : МИПБ МВД РФ, 1998.-е. 122-123.

29. Пузач C.B., Прозоров Р.В. К расчету концентраций во-допода при его натекании в помещение большого объема // Там же.-с. 123-124.

30. Автономная система обнаружения лесиых пожаров на твердых электролитах / Баутин A.B., Елисеев В.Б., Поляков Ю.А., Пузач C.B. // Там же. - с. 184-185.

31. Пузач C.B., Поляков Ю.А. Особенности тепломассоб-мена при пожаре в помещении с открытыми проемами // Там же. -с. 185-186.

32. Баутин A.B., Поляков Ю.А., Пузач C.B. Применение методов теории катастроф для разработки нового поколения автоматизированных систем пожаровзрывобезопасности // Там же.-с. 200-201.

33. Пузач C.B., Поляков Ю.А. О возможности разработки системы сверхраннего обнаружения пожара // Там же. - с. 202203.

34. Кошмаров Ю.А., Пузач C.B. Расчет- тепломассообмена при разгерметизации гидридиого аккумулятора водорода в помещении при пожаре // Организационное и научно-техническое обеспечение государственной противопожарной службы: Сб. науч. тр. - М. : НИИ ПО МВД РФ, 1998. - с. 44-56.

35. Пузач C.B., Поляков Ю.А. О возможности использования некоторых особенностей начальной стадии пожара в системах противопожарной безопасности // Проблемы управления безопасностью сложных систем: Материалы YI Международной конференции. - М. : ИПУ РАН и СПбГУ, 1998. - с. 144-145.

36. Пузач C.B., Андреев В.В., Казанцев Ю.В. К определению высоты плоскости равных давлений при пожаре в помещении // Противопожарная защита жилого комплекса города Москвы: Материалы научно-практической конференции. - М. : МИГ1Б МВД РФ, 1999. - с. 76-77.

37. Пузач C.B., Андреев В.В. О возможности сверхраннего обнаружения пожара в помещении II Там же. - с.77-78.

38. Пузач C.B. Особенности тепломассообмена при горении жидкой горючей нагрузки в помещении с открытыми проемами // Теплофизика высоких температур. - 1999. - Т. 37, N° 2. -С. 352. Дсп. N3543-B98 от 04.12.1998.

39. Пузач C.B. Математическое моделирование тепломассообмена в гидридном аккумуляторе водорода при пожаре // Теплофизика высоких температур. - 1999. - Т. 37, № 2. - С. 319325.

40. Пузач C.B., Поляков Ю.А. Обоснование возможности раннего обнаружения возгорания в помещении с помощью датчиков давления // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. - 1999. - Вып. 3. - С. 53-56.

41. Поляков Ю.А., Пузач C.B. Диагностика пожаровзры-воопасности разгерметизации гидридного аккумулятора водорода II Известия РАН. Энергетика. - 1999. - № 2. - С. 74-83.

42. Puzach S.V., Prozorov R.V. Some Features of Fire and Explosion Danger of Hydrogen Hydride Accumulator // HYPOTHESIS - III: International Symposium. - St. Peterburg: State University, 1999. - p. 121-122.

43. Puzach S.V., Abrosimov Yu.G., Prozorov R.V. Some Aspects of Fire and Explosion Danger of Hydrogen Power Units // Там же. - p. 123-124.

44. Пузач C.B., Пузач В.Г., Шилин С.А. Трехмерное математическое моделирование пожара в помещении // Проблемы газодинамики и теплообмена в энергетических установках: Двенадцатая школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН Леонтьева А.И. - М. : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. - с. 41-44.

45. Пузач C.B. Трехмерное математическое моделирование тепломассообмена при пожаре // Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности: Четвертая Всероссийская научно-практическая конференция. - С.-Г1. : Б ГУ, 1999. - с. 192-194.

46. Пузач C.B., Поляков Ю.А. Некоторые аспекты пожа-ровзрывоопасности электрохимического генератора // Там же. -с. 195-198.

47. Пузач C.B., Прозоров Р.В. К расчету динамики опасных факторов пожара в помещении // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. - 1999. - Вып. 7. - С. 122-127.

48. Пузач C.B. Особенности тепломассообмена при горении жидкой горючей нагрузки в помещении с открытым проемом // Инженерно-физический журнал. - 1999. - Т. 72, № 5. - С. 1025-1032.

49. Пузач C.B. Особенности тепломассообмена в гидрид-ном аккумуляторе водорода при утилизации теплоты реакции сорбции // Известия РАН. Энергетика. - 1999. - № 4. - С. 138-143.

50. Пузач C.B., Литвинов Д. В. Влияние уровня расположения проема на динамику опасных факторов пожара в помещении // Системы безопасности СБ-99: Материалы YIII Международной конференции. - М. : МИПБ МВД РФ, 1999. - с. 214-216.

51. Пузач C.B., Прозоров Р.В. Особенности распространения водорода при его натекании в нижнюю часть помещения // Там же. - с. 217-218.

52. Пузач C.B., Ершов A.B. Комбинированный мегод расчета динамики опасных факторов пожара в помещении // Там же. - с. 218-220.

53. Пузач C.B., Прозоров P.B. Некоторые особенности распространения водорода в помещении // Проблемы горения и тушения пожаров на рубеже веков: Материалы XY научно-практической конференции. 4.1. - М. : НИИ ПО МВД РФ, 1999. -с. 16-18.

54. Пузач C.B., Прозоров Р.В. Некоторые особенности тепломассообмена на начальной стадии пожара // Там же. - с. 66-67.

55. Математическое моделирование динамики опасных факторов пожара в автоматизированных системах пожаровзры-вобезопасности / Топольский Н.Г., Пузач C.B., Ершов A.B., Та-ранцев A.A. // Проблемы управления безопасностью сложных систем: Материалы YII Международной конференции. - М. : ИПУ РАН, 1999.-е. 197-198.

56. Пузач C.B., Прозоров Р.В., Ершов A.B. Математическое моделирование распространения водорода в помещении в системах пожаровзрывобезопасности // Там же. - с. 221-222.

57. Пузач В.Г., Пузач C.B. Расчет и регулирование давления в газовой подушке при формовании расплавленной стекломассы II Известия РАН. Энергетика. - 1999. - № 5. - С. 67-73.

58. Афган Н., Леонтьев А.И., Пузач C.B. Новый способ измерения средней скорости высокотемпературного потока газа // Измерительная техника. - 1999. - № 9. - С. 51-52.

59. Пузач C.B. К расчету высоты нейтральной плоскости при горении жидкой горючей нагрузки в помещении с открытым проемом // Известия РАН. Энергетика. - 2000. - № 1. - С. 1723.

С .->■ _J w>-£

Академия ГПС МВД России Тир. экз. Зак. №

/

Введение.

Глава 1. Современное состояние проблемы.

1.1. Особенности пожаровзрывоопасности и методы снижения ее уровня при работе водородных энергоустановок

1.2. Особенности математического моделирования распространения и горения водорода в помещении.

1.3. Математическое моделирование газодинамики и тепломассообмена в помещении при пожаре.

1.4. Математическое моделирование лучистого теплообмена в газовой среде при горении.

1.5. Математическое моделирование турбулентного тепломассообмена в сложных термогазодинамических условиях

1.6. Математическое моделирование процесса газификации и горения пожарной нагрузки.

1.7. Методы раннего обнаружения и диагностики возгорания и натекания водорода в помещении.

1.8. Выводы по первой главе и постановка задач исследования

Глава 2. Математическое моделирование газодинамики, тепломассообмена и трения при пожаре, распространении и горении водорода в помещении.

2.1 .Дифференциальная (полевая) математическая модель.

2.1.1. Основные допущения и упрощения реальной физической картины.

2.1.2. Основные уравнения и условия однозначности.

2.2. Расчет конвективного тепломассообмена и трения.

2.2.1. Основные уравнения.

2.2.2. Предельный относительный закон трения при совместном воздействии нестационарности, неизотермичнос-ти, сжимаемости и положительного градиента давления

2.2.3. Переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный

2.2.4. Характеристики процесса формирования пограничного слоя.

2.3. Метод численного решения замкнутой системы уравнений и реализация программы расчета на ПЭВМ.

2.4. Интегральная математическая модель.

2.4.1. Основные допущения и уравнения.

2.4.2. Метод численного решения и реализация модели на ПЭВМ

2.5. Методика расчета газодинамики, тепломассообмена и трения

2.6. Результаты тестовых расчетов.

2.7. Выводы по второй главе.

Глава 3. Закономерности и особенности газодинамики и тепломассообмена при пожаре в помещении.

3.1. Исходные данные.

3.2. Газодинамика и тепломассообмен на начальной стадии пожара.

3.2.1. Время работы открытого проема только на выброс газа наружу.

3.2.2. Трехмерные эффекты и особенности термогазодинамической картины пожара.

3.3. Уточнение интегральной модели для начальной стадии пожара.

3.4. Особенности тепломассообмена в развитой стадии пожара

3.5. Выводы по третьей главе.

Глава 4. Закономерности и особенности газодинамики и тепломассообмена при распространении и горении водорода в помещении.

4.1. Исходные данные для расчета.

4.2. Газодинамика и тепломассообмен при распространении водорода.

4.3. Некоторые возможности разрушения или уменьшения размеров локальных пожаровзрывоопасных зон.

4.4. Некоторые особенности газодинамики и массообмена при разгерметизации емкости с водородом в помещении

4.5. Некоторые особенности тепломассообмена при горении локальной неоднородной водородо-воздушной смеси

4.6. Рекомендации и методика уточнения правил для безопасной работы водородных установок.

4.7. Выводы по четвертой главе.

Глава 5. Исследование пожаровзрывоопасности хранения водорода в виде твердых гидридов.

5.1. Интегрированная система для аккумулирования водорода и тепловой энергии в автономных солнечно-ветровых энергоустановках.

5.2. Математическая модель расчета тепломассобмена внутри гидридного аккумулятора водорода.

5.3. Сопряжение моделей расчета тепломассообмена внутри гидридного аккумулятора и в помещении при пожаре

5.4. Результаты оптимизационных расчетов конструкции гидридного аккумулятора.

5.5. Особенности тепломассообмена при разгерметизации гидридного аккумулятора при пожаре.

5.6. Выводы по пятой главе.

Глава 6. Обнаружение и диагностика аварийных ситуаций работы водородных энергоустановок.

6.1. Измерение осредненных и пульсационных скоростей высокотемпературного потока газа (концепция пористого термоанемометра).

6.1.1. Пористый датчик со вдувом охлаждающего газа.

6.1.2. Пористый датчик в схеме традиционного термоанемометра

6.1.2.1. Метод постоянного тока.

6.1.2.2. Метод постоянной температуры.

6.1.3. Математическая модель расчета и особенности теплового состояния пористого датчика.

6.2. О возможности сверхраннего обнаружения возгорания или натекания водорода в помещении с помощью датчиков давления.

6.3. Об использовании тонкопленочных термопреобразователей. Диагностика работы воздухозаборника авиационного двигателя на водороде.

6.4. Методика выбора параметров и мест установки датчиков пожарной сигнализации и обнаружения водорода

6.5. Выводы по шестой главе.

Актуальность темы. В России самый высокий в мире уровень гибели людей в аварийных ситуациях (пожарах, взрывах и т.п.). Поэтому повышение уровня пожаровзрывобезопасности является важной проблемой в том числе и в водородной энергетике. Понятие "водородная энергетика" появилось примерно в 1973 г. [1] в период энергетического кризиса, когда окончательно стало ясно, что запасы органического топлива на Земле ограничены, а темпы их расходования угрожающе растут, и, следовательно, необходима разработка альтернативных нетрадиционных энергосистем. Водород считается наиболее перспективным энергоносителем энергетики будущего, так как он является экологически чистым веществом (при его сжигании образуется вода), а запасы сырья для его получения (вода) практически не ограничены.

В настоящее время водородная энергетика развивается умеренными темпами и происходит переход от развития глобальных концепций развития к конкретным научно-техническим разработкам (наземный и авиационный транспорт, а также автономные энергоустановки на водороде и т.п.). Однако в наиболее развитых странах мира разработаны на государственном уровне и практически выполняются концепции ее приоритетного развития [1].

К серьезным недостаткам водорода, существенно сдерживающим его более широкое использование, относится его высокая пожаровзрывоопасность (только ацетилен является более взрывоопасным газом [1]). Водородная безопасность также является одной из ключевых проблем при обеспечении безопасности АЭС [2]. Поэтому особое внимание должно уделяться вопросам пожаровзрывобезопасности при работе с водородом.

Правила и нормы пожаровзрывобезопасности при работе с водородом в настоящее время недостаточно разработаны и не могут соответствовать правилам при работе с любым другим пожа-ровзрывоопасным газом из-за уникальности свойств водорода. Кроме того, требования безопасности постоянно ужесточаются. Поэтому стандарты безопасности не могут быть установлены на длительный период и должны постоянно приводиться в соответствие с новым уровнем знаний и развития техники.

Реальные физические процессы, протекающие во время аварийной ситуации, являются сложными, нестационарными, трехмерными, до конца не изученными тепломассообменными процессами. Вопрос точности и надежности метода расчета тепломассообмена является ключевым в обеспечении безопасности людей, а также при выборе параметров и мест размещения датчиков системы пожаровзрывобезопасности. Сложность разработки такого метода заключается в многофакторности и нелинейности задачи. Математическое моделирование турбулентного тепломассообмена в сложных газодинамических и тепловых условиях (в том числе при горении и распространении водорода в помещении) вместе с другими задачами нелинейной физики входит в список тридцати особо важных и интересных проблем физики на ближайшие годы, составленный Российской академией наук [3].

Таким образом, разработка теплофизических основ пожаровзрывобезопасности водородной энергетики и, на их основе, правил и норм, а также методик их разработки и уточнения является актуальной задачей.

Объектом исследования в диссертации являются газодинамические и тепломассообменные процессы, возникающие при пожаре, распространении и горении водорода в помещении, и практическое использование их основных закономерностей в решении задачи повышения уровня пожаровзрывобезопасности водородной энергетики.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка теплофизических основ научной базы обеспечения пожаровзрывобезопасной работы с водородом. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- провести всесторонний анализ существующих норм и правил при работе с водородом, литературных источников, содержащих описание расчетных методов и экспериментальных данных по газодинамике, тепломассообмену и трению в газовой среде помещения при пожаре, распространении и горении водорода, а также анализ современных средств раннего обнаружения и диагностики пожара и натекания водорода в помещение;

- разработать метод расчета газодинамики, тепломассообмена и трения в помещении при пожаре, распространении и горении водорода, позволяющий рассчитать динамику опасных факторов пожара, прогрева ограждающих конструкций и размеров и положения локальных взрыво- и пожароопасных зон при распространении водорода;

- выявить на основании численных исследований основные закономерности газодинамики и тепломассообмена при пожаре на примере горения жидкой пожарной нагрузки в помещении, где находится водородная энергоустановка;

- выявить на основании численных исследований основные закономерности газодинамики и тепломассообмена при распространении водорода и горении локальных неоднородных водородо-воздушных смесей в помещении с учетом динамики их образования и развития;

- исследовать влияние теплового воздействия пожара на величину утечек водорода из водородной установки на примере гидридного аккумулятора водорода солнечно-ветровой автономной водородной энергетической установки;

- предложить для диагностики состояния газовой среды при пожаре новый надежный способ измерения средних и пульсацион-ных скоростей высокотемпературного потока газа; разработать теплофизические основы пористого датчика с тепломассообмен-ной защитой его стенок, являющегося чувствительным элементом предложенного способа;

- теоретически исследовать возможность раннего обнаружения возгорания или натекания водорода в помещение с помощью датчиков давления;

- экспериментально исследовать возможность использования для раннего обнаружения аварийных ситуаций внутри водородной энергетической установки тонкопленочного термопреобразователя на примере воздухозаборника авиационного двигателя на водороде;

- уточнить существующие правила работы с водородом, а также методику их уточнения для конкретных задач.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработана новая трехмерная дифференциальная (полевая) математическая модель расчета газодинамики, тепломассообмена и трения в газовой среде помещения при пожаре, а также при распространении и горении пожаровзрывоопасного газа (в том числе водорода) в помещении с учетом совместного действия таких возмущающих течение факторов как сжимаемость, неизотермич-ность, излучение, протекание химических реакций, продольный и поперечный градиенты давления, вдув-отсос на стенке, шероховатость стенки, кривизна поверхности, турбулентность, скачки уплотнения и переход ламинарного режима течения в турбулентный; предложен конечно-разностный метод решения замкнутой системы уравнений;

- получены аналитически новые относительные законы трения для учета совместного воздействия нестационарности, неизотер-мичности, сжимаемости и продольного градиента давления и отдельно для учета безотрывного взаимодействия скачка уплотнения с пограничным слоем; получена новая аналитически формула для расчета времени установления пограничного слоя; получены аналитически новые предельные значения относительного закона трения для ламинарного и турбулентного пограничного слоев при продольном отрицательном градиенте давления; получены на основании анализа экспериментальных данных новые формулы для расчета положения начала и окончания области перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный;

- разработана ' ^нная интегральная математическая модель расчета тепломассообмена в помещении с учетом горения водорода и динамики прогрева ограждающих конструкций; предложен новый итерационный конечно-разностный метод решения замкнутой системы уравнений;

- выявлены новые закономерности тепломассообмена в помещении при горении жидкой пожарной нагрузки (керосина) и газообразного водорода на начальной и развитой стадиях пожара; уточнена область корректного применения интегральной математической модели для расчета начальной стадии пожара;

- впервые разработана двухмерная математическая модель совместного расчета тепломассообмена внутри мелкодисперсного порошка гидридообразующего материала, находящегося в гид-ридном аккумуляторе водорода, и в помещении при пожаре на примере гидридного аккумулятора солнечно-ветровой автономной энергоустановки;

- выявлены новые закономерности распространения водорода при его натекании в помещение; впервые получена формула для определения максимального размера зоны, образующейся над источником натекания водорода, с локальной взрывоопасной концентрацией водорода; исследована эффективность применения механической вытяжной вентиляции и вдува струи инертного газа для уменьшения размеров или полного разрушения локальных пожа-ро- и взрывоопасных зон; выявлены новые особенности и закономерности горения водорода в помещении в случае неоднородных концентрационных полей с учетом динамики их образования и развития;

- предложен новый способ измерения средних и пульсационных скоростей высокотемпературного потока газа с помощью пористого датчика; разработаны теплофизические основы и теория пористого датчика, установленного также для этой цели в схеме термоанемометра (вместо измерительной нити); предложена новая математическая двухтемпературная модель расчета теплового состояния датчика и выбора его основных параметров;

- впервые предложены теплофизические основы разработки системы раннего обнаружения пожара и натекания водорода в помещение, в которой чувствительным элементом является датчик давления; экспериментально исследована возможность использования тонкопленочных термопреобразователей как сигнализаторов аварийных ситуаций в водородных установках на примере воздухозаборника авиационного водородного двигателя;

- разработаны научно обоснованные методики разработки новых и уточнения существующих норм и правил пожаровзрывобез-опасности при работе с водородом, а также расчета оптимального выбора и размещения датчиков систем пожаровзрывобезопас-ности.

Достоверность представленных в диссертации результатов подтверждается использованием апробированных численных методов решения дифференциальных уравнений в частных производных, апробированной методики измерений и обработки экспериментальных данных, удовлетворительным согласованием расчетных результатов с экспериментальными данными, полученными автором и описанными в литературе, и аналитическими решениями, сопоставлением с данными других авторов.

Практическое значение. Предложенные новые методики расчета газодинамики, тепломассообмена и трения при пожаре, распространении и горении водорода в помещении позволяют более надежно, чем существующие методики, решить задачи безопасной эвакуации людей и ранней диагностики возгорания и на-текания водорода в помещение с помощью прогнозирования динамики опасных факторов пожара, прогрева ограждающих конструкций, распространения и горения взрывопожароопасного газа, определения оптимального типа, параметров и мест размещения чувствительных элементов систем пожаровзрывобезопас-ности, а также определения теплового или иного воздействия пожара на человека, энергетические установки и материальные ценности.

Проведенные исследования нашли широкое применение в совместных разработках систем пожаровзрывобезопасности энергетических (в том числе и водородных) установок на ряде предприятий и институтов.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе в Академии ГПС МВД России, были использованы в МГУ им. М.В. Ломоносова при разработке конструкции гидридного аккумулятора водорода и уточнении правил работы с водородом на экспериментальном баллистическом стенде, в НИЦ "Экология" О И ВТ РАН для разработки методик расчета тепломассообмена в различных энергетических установках, в ЦИАМ им. П.И. Баранова для исследования возможности использования тонкопленочных термопреобразователей вместо обычно применяемых датчиков, в ОАО "Лукойл-Москва" при разработке противопожарных мероприятий на высотных автостоянках МАС-251, встроенных в жилой комплекс автозаправочных станциях, для теплофизических и прочностных расчетов резервуаров с нефтью при пожаре и одновременной откачке нефти, а также при проектировании систем пожаровзрывобезопасности на действующих объектах или в проектах, в которых допущены отступления от норм пожаровзрывобезопасности или на которые отсутствуют эти нормы.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных симпозиумах "HYPOTHESIS-I, II и III" (Италия, 1995 г., Норвегия, 1997 г. и Санкт-Петербург, 1999 г.), на Y, YI и YII международных конференциях "Информатизация систем безопасности" (М., 1995, 1996 и 1997 гг.), на международных конференциях "Системы безопасности СБ-98 и СБ-99" (М., 1998 и 1999 гг.), на YI международной конференции "Проблемы управления безопасностью сложных систем" (М., 1999 г.), на III и IY Минском международном форуме по тепломассообмену ММФ-96 (Минск, 1996 и 2000 гг.), на международном симпозиуме "Heat Transfer Enchancement in Power Machinary" (M., 1995 г.), на XIY Всероссийской научно-практической конференции "Пожарная безопасность - история, состояние, перспективы" (М., НИИ ПО РФ, 1997 г.), на научно-практической конференции "Пожарная безопасность - 97" (М.,

1997 г.), на I и II Российских национальных конференциях по теплообмену (М., 1994 и 1998 гг.), на научно-практической конференции "Противопожарная защита жилого комплекса г.Москвы" (М., 1998 г.), на ХУ научно-практической конференции "Проблемы горения и тушения пожаров на рубеже веков" (М., НИИ ПО МВД РФ, 1999 г.), на объединенном заседании кафедр инженерной теплофизики и гидравлики, процессов горения, прикладной механики, физики, учебно-научного комплекса автоматизированных систем и информационных технологий и учебно-научного комплекса проблем пожарной безопасности в строительстве Академии ГПС МВД России.

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 59 печатных работах.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 268 страницах машинописного текста, содержит 136 рисунков, размещенных на 115 страницах. Общий объем работы составляет 383 страницы.

6.5. ВЫВОДЫ ПО ШЕСТОЙ ГЛАВЕ

1. Разработаны теплофизические основы обнаружения и диагностики аварийных ситуаций работы водородных энергоустановок. Приведены конкретные примеры использования разработанного математического аппарата для этих целей.

2. Предложен новый способ измерения средней скорости высокотемпературного потока газа, в котором в качестве чувствительного элемента используется пористый датчик. Получены методика определения температуры поверхности пористого датчика и формула для расчета средней скорости потока высокотемпературного газа. Разработана теория измерений в режимах измерения "постоянной температуры" и "постоянного тока". Предложенный способ измерения скорости может использоваться в экспериментальных исследованиях теплообмена в камерах сгорания и в помещениях при пожаре. Пористый датчик может также использоваться в системах пожарно-охранной сигнализации.

3. Обоснована возможность использования для сверхраннего обнаружения возгорания или натекания водорода в помещение датчиков давления.

3«

4. Показаны преимущества использования тонкопленочных термопреобразователей перед другого типа датчиками для диагностики аварийных ситуаций в ряде водородных энергоустановок.

5. Разработана методика выбора параметров и мест установки датчиков пожарной сигнализации и обнаружения натека-ния водорода, основанная на трехмерном математическом моделировании тепломассообменных процессов в помещении в случае аварийной ситуации.

354

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получены следующие основные результаты:

1. Разработаны теплофизические основы пожаровзрывобез-опасности водородной энергетики, которые позволяют обеспечить безопасность людей и материальных ценностей, раннее обнаружение и диагностику аварийных ситуаций и успешную их ликвидацию при работе с водородом.

2. Разработана новая трехмерная дифференциальная математическая модель и методика расчета газодинамики, тепломассообмена и трения (в том числе опасных факторов пожара), а также прогрева ограждающих конструкций при пожаре, распространении и горении водорода в помещении с учетом совместного действия таких возмущающих течение факторов как сжимаемость, неизотермичность, протекание химических реакций, излучение, продольный и поперечный градиент давления, вдув-отсос на стенке, шероховатость стенки, кривизна поверхности, турбулентность, скачки уплотнения, переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный, а также работы систем приточно-вытяжной механической вентиляции, пожаротушения и отопления. Предложен конечно-разностный метод решения замкнутой системы уравнений. Совпадение расчета с экспериментальными данными, полученными автором и описанными в литературе, является удовлетворительным для инженерного метода расчета.

3. Получены аналитически новый относительный закон трения для учета совместного воздействия нестационарности, неизо-термичности, сжимаемости и продольного градиента давления, относительный закон трения для учета безотрывного взаимодействия скачка уплотнения с пограничным слоем, а также формулы для учета влияния возмущающих факторов на переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный, что позволяет уточнить метод расчета параметров пограничного слоя.

4. Получены новые формулы для расчета характеристик процесса установления ламинарного и турбулентного пограничного слоя, позволяющие оценить быстродействие малоинерционных детекторов пожарной сигнализации.

5. Разработана модифицированная интегральная математическая модель расчета тепломассообмена при пожаре с учетом горения водорода и двухмерного прогрева ограждающих конструкций, позволяющая проводить низкотрудоемкий многовариантный расчет динамики опасных факторов пожара на ПЭВМ. Определена область корректного применения интегральной модели на начальной стадии пожара и на основании численного эксперимента предложены формулы и методика ее уточнения.

6. Выявлены на основании численного эксперимента новые закономерности и особенности газодинамики и тепломассообмена при горении жидкой пожарной нагрузки (керосина) в помещении для начальной и развитой стадий пожара. Исследовано влияние основных параметров задачи (размеры, расположение и свойства пожарной нагрузки, размеры и расположение проемов, размеры помещения и т.д.) на динамику опасных факторов пожара, прогрев ограждающих конструкций и естественный газообмен через открытые проемы. Получены формулы для расчета высоты нейтральной плоскости на развитой и затухающей стадиях. Выявлены трехмерные эффекты термогазодинамической картины течения, влияющие на безопасную эвакуацию людей и выбор мест размещения датчиков пожарной сигнализации. Получены на основании обобщения результатов расчета формулы для расчета промежутка времени работы открытого проема только на выброс газа наружу и размеров зоны, при расположении в любой части которой пожарной нагрузки параметры тепломассообмена меняются несущественно.

7. Выявлены на основании численного эксперимента основные закономерности и особенности газодинамики и тепломассообмена при распространении и горении водорода в помещении в локальных неоднородных концентрационных полях с учетом пре-дистории процесса, а также в случае работы системы механической вытяжной вентиляции и вдува струи инертного газа. Получена формула для определения максимального размера локальной взрывоопасной зоны, образующейся над источником натека-ния водорода. Даны рекомендации и методика расчета эффективной системы водородоудаления из помещения и разрушения или уменьшения размеров локальных взрыво- и пожароопасных зон в помещении.

8. На основании численного эксперимента показана принципиальная возможность разработки системы раннего обнаружения возгорания или натекания водорода в помещение, чувствительным элементом которой являются датчики давления. Предложена методика выбора и расчета параметров датчиков и мест их расположения для конкретной задачи. Экспериментально показана возможность использования тонкопленочных малоинерционных термопреобразователей для раннего обнаружения аварийной ситуации внутри водородных энергоустановок на примере воздухозаборника авиационного водородного двигателя.

9. Предложен новый способ измерения средних и пульсаци-онных скоростей высокотемпературного потока газа, чувствительным элементом которого является пористый датчик с тепло-массообменной защитой его стенок. Показано, что использование такого датчика в схеме обычного термоанемометра приводит к существенному увеличению чувствительности измерений и сроку службы в среде горячего газа. Предложена двухтемпературная математическая модель расчета теплового состояния датчика и методика расчета его параметров.

10. Предложена двухтемпературная двухмерная математическая модель совместного расчета тепломассообмена внутри мелкодисперсного порошка гидридообразующего материала и в помещении при пожаре. Проведено численное исследование влияния утилизации теплоты реакции сорбции на основные параметры гидридного аккумулятора водорода с целью выбора его конструкции. Показано (на примере гидридного аккумулятора солнечно-ветровой автономной водородной энергетической установки), что хранение водорода в химически связанном виде в гидри-дообразующих материалах является при определенных условиях пожаровзрывоопасным способом, так как под тепловым воздействием пожара связанный водород десорбируется, его давление в магистрали повышается, возможна ее разгерметизация и поступление водорода в помещение. Даны рекомендации по снижению уровня пожаровзрывоопасности аккумулятора.

11. Разработаны рекомендации и методика расчета оптимального выбора параметров и мест установки детекторов различных типов системы пожаровзрывобезопасности в помещении. Разработаны рекомендации и уточнены некоторые существующие правила безопасной работы с водородом, а также методика их разработки и уточнения для конкретных параметров задачи. Предложенная методика позволяет решить основные задачи пожаровзрывобезопасности объектов водородной энергетики.

1. Атомно-водородная энергетика и технология: Сб. статей. Вып. 8. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 272 с.

2. Шпильрайн Э.Э., Малышенко С.П., Кулешов Г.Г. Введение в водородную энергетику. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 280 с.

3. Гинзбург В.Л. Какие проблемы физики и астрофизики представляются сейчас особенно важными и интересными (тридцать лет спустя, причем уже на пороге XXI века)? // Успехи физических наук. 1999. - Т. 169, № 4. - С. 420-441.

4. Мищенко А.И. Применение водорода для автомобильных двигателей. Киев: Наукова думка, 1984. - 143 с.

5. Шпильрайн Э.Э., Сарумов Ю.А., Попель О.С. Применение водорода в энергетике и энерготехнологических комплексах // Атомно-водородная энергетика: Сб. статей. Вып. 4. М.: Энергоатомиздат, 1982. - с. 5-22.

6. Малышенко С.П., Пузач С.В. Аккумулирование водорода и тепловой энергии в автономных солнечных и ветровых энергоустановках // Известия РАН. Энергетика. 1997. - № 2. - С. 52-60.

7. Menzl F., Wenske М., Lehmann J. Windmill-electrolyser-system for a hydrogen based energy supply // International Symposium HYPOTHESIS III. St. Peterburg: SPSU. - 1999. - p. 13-14.

8. Malyshenko S.P., Pekhota F., Nazarova O. Hydrogen technologies in fuel-energy complex // Там же. p. 97-98.

9. Postoev S. Using liquid hydrogen in civil aviation: analysis, state, perspectives // Там же. p. 112-114.

10. Ramachandram R., Menon R.K. An overview of industrial uses of hydrogen // Hydrogen Energy. 1998. - Vol. 23. - № 7. - P. 593598.

11. Кутахов В.П. Криотоплива в авиации и космонавтике // Энергия: экономика, техника, экология. 1999. - № 9. - С. 24-29.

12. Березин И.В., Варфоломеев С.Д., Титов П.П. Солнечно-водородная энергетика // Атомно-водородная энергетика и технология: Сб. статей. Вып. 2. М.: Атомиздат, 1979. - с. 81-88.

13. Veziroglu T.N. Dawn of the hydrogen age // Hydrogen Energy. 1998. - Vol. 23. - № 12. - P. 1077-1079.

14. Sastri M.V.C. Hydrogen and other alternative fuels for air and ground transportation // Hydrogen Energy. 1999. - Vol. 24. - № 11. - P. 1117-1119.

15. Потехин Г.С., Ходорков И.JI. Проблемы чистоты и безопасности при транспортировке и хранении жидкого водорода // Атомно-водородная энергетика: Сб. статей. Вып. 5. М.: Энерго-атомиздат, 1983. - с. 96-105.

16. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоато-миздат, 1986. - 648 с.

17. Определение категорий помещений и зданий по взрыво-пожарной и пожарной опасности. НПБ 105-95. М.: Госстандарт России, 1995. -68 с.

18. Фишер Е.В., Легасова М.М., Азиев Р.Г. К оценке техногенного риска, связанного с перевозками опасных грузов // Экология и промышленность России. 1998. - № 3. - С. 40-43.

19. Топольский Н.Г. Основы автоматизированных систем пожаровзрывобезопасности объектов. М.: МИПБ МВД РФ, 1997. - 165 с.

20. Проблемы защиты объектов общественной безопасности от угроз технологического терроризма, техногенных аварий и катастроф / Топольский Н.Г., Блудчий Н.П., Попов А.П. и др. М.: ИМАШ РАН, 1995.- 100 с.

21. Camp A.L., Cummings J.S., Sherman M.P. Light water reactor hydrogen manual // NURER/CR-2726, SAND 82-1137. -Albuquerque: Sandia National Laboratory. 1983. - p.34-37.

22. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ, изд. в 2-х книгах / Баратов А.Н., Король-ченко А.Я., Кравчук Г.Н. и др. М.: Химия, 1990. - 496 с.

23. Стрижевский И.И. Инженерные средства безопасности при работе с водородом // Атомно-водородная энергетика и технология: Сб. статей. Вып.8. М.: Энергоатомиздат, 1988. - с. 229243.

24. Исследование беспламенного горения водорода на поверхности гидрофобизированного катализатора / Шебеко Ю.Н., Трунёв А.В., Шепелин В.А., Навценя В.Ю., Зайцев А.А. // Физика горения и взрыва. 1995. - Т. 31, № 5. - С. 37-43.

25. Burning velocities and flammability limits of gaseous mixtures at elevated temperatures and pressures / Shebeko Yu.N., Tsarichenko S.G., Korolchenko A.Ya. et al. // Combustion and Flame. 1995. - Vol. 102. - № 3/4. - P. 427-437.

26. A review of the potential impact of hydrogen on the safety of nuclear power plants. IAEA. Doc. № 2536n. Vienna. - 1984. - 345 p.27. 9-th Water Reactor Safety Information Meeting. -Gaitherburg: INEL. 1981. - 520 p.

27. Закономерности образования и горения локальных во-дородовоздушных смесей в большом объеме / Шебеко Ю.Н., Келлер В.Д., Еременко О.Я. и др. // Химическая промышленность. -1988.-№12.-С. 24-27.

28. Пожарная профилактика / Баратов А.Н., Смолин И.М., Вогман Л.П., Ермаков Б.С. М.: ВНИИПО МВД РФ, 1986. - 64 с.

29. Макеев В.И., Монахов В.Т., Плешаков В.Ф. // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. 1982. - Т. 27, № 1. - С. 81-86.

30. Горение и детонация водородно-воздушных смесей в свободных объемах / Макеев В.И., Гостинцев Ю.М., Строгонов В.В. и др. // Физика горения и взрыва. 1983. - Т. 19, № 5. - С. 1618.

31. Изучение пределов воспламенения в больших объемах / Кривулин В.Н., Кудрявцев Е.А., Баратов А.Н. и др. // Физика горения и взрыва. 1978. - Т. 14, № 6. - С. 11-15.

32. Kumar R.K., Tamm Н., Harrison W.C. // Combustion Science and Technology. 1983. - Vol. 35. - № 1/4. - P. 175-182.

33. Karim G.A., Panlilio V.P. Flame propagation and extinction within mixtures involving hydrogen and diluent inert gases // Hydrogen Energy. 1993. - Vol. 18. - № 2. - P. 157-162.

34. Liu F., Yoshizawa Y. Combustion and flow of premixed lean hydrogen-air mixtures in the connected compartments // Hydrogen Energy. 1998. - Vol. 23. - № 5. - P. 373-380.

35. Desoky A.A., Abdel-Ghafar Y.A., El-Badrawy R.M. Hydrogen, propane and gasoline laminar flame development in a spherical vessel // Hydrogen Energy. 1990. - Vol. 15. - № 12. - P. 895905.

36. Сгорание локального объема газа в закрытом объеме / Бабкин B.C., Кононенко Ю.Г., Выхристюк А.Я. и др. // Физика горения и взрыва. 1985. - Т. 21, № 6. - С. 43-49.

37. Баратов А.Н., Коротких Н.И. // Горючесть веществ и химические средства пожаротушения. М.: ВНИИПО МВД РФ, 1979. Вып. 6. - с. 16-22.

38. Расчет коэффициента участия газа или пара во взрыве / Баратов А.Н., Корольченко А.Я., Шебеко Ю.Н., Еременко О.Я. // Химическая промышленность. 1987. - № 5. - С. 272-275.

39. Макеев В.И., Плешаков В.Ф., Чугуев А.П. Формирование и горение водородно-воздушных смесей в процессе испарения жидкого водорода в атмосферу // Физика горения и взрыва. -1981. Т. 17, №5. - С. 14-20.

40. Бабкин B.C., Сеначин П.К., Крахтинова Т.В. Особенности динамики сгорания газов в закрытых сосудах при различных законах изменения поверхности пламени // Физика горения и взрыва. 1982. - Т. 18, № 6. - С. 14-20.

41. Исследование горения локальных водородовоздушных смесей в негерметичном сосуде с препятствиями / Корольченко А.Я., Трунев A.B., Шебеко Ю.Н., Цариченко С.Г., Простов E.H. // Физика горения и взрыва. 1995. - Т. 31, № 1. - С. 17-22.

42. Ксандопуло Г.И. Химия пламени. М.: Химия, 1980.256 с.

43. Knowlton R.E. An investigation of the safety aspects in the use of hydrogen as a ground transportation fuel // Hydrogen Energy. -1984. Vol. 9. - № 1/2. - P. 129-136.

44. К вопросу об изучении пламен водорода по изучению промежуточных продуктов реакции / Баев В.К., Абдуллин Р.Х., Перков Е.В., Чусов Д.В. // Физика горения и взрыва. 1995. - Т. 31, №6. -С. 64-73.

45. Турбулентное горение газа в разгерметизированном сосуде / Мольков В.В., Некрасов В.П., Баратов А.Н. и др. // Физика горения и взрыва. 1984. - Т. 20, № 2. - С. 28-33.

46. Азатян В.В. Роль цепного механизма в воспламенении и горении водорода с кислородом в области третьего предела // Кинетика и катализ. 1996. - Т. 37, № 4. - С. 512-520.

47. Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики. М.: Высшая школа, 1984. - 463 с.

48. Семенов Н.Н. Развитие теории цепных процессов и теплового взрыва. М.: Знание, 1969. - 94 с.

49. Математическая теория горения / Зельдович Я.Б., Барен-блат Г.Б., Махвиладзе Г.М., Либрович В.Н. М.: Наука, 1981. -419 с.

50. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука, 1987. - 491 с.

51. Baulch D.L., Drisdale D.D., Horn D.G., Lloyd A.C. Evaluated Kinetic Data for High Temperature Reactions. Vol. 3. -L.: Butterworths, 1974. - 245 p.

52. Волчков Э.П., Дворников H.A., Перепечко Л.Н. Математическое моделирование турбулентного горения водорода в пограничном слое // Инженерно-физический журнал. 1998. - Т. 71, №1.-С. 58-68.

53. Франк-Каменецкий Д.А. Распределение температур в реакционном сосуде и стационарная теория теплового взрыва // Журнал физической химии. 1939. - Т. 13. - Вып. 6. - С. 35-48.

54. Волчков Э.П., Перепечко Л.Н. Влияние числа Льюиса и химической кинетики при моделировании горения водорода // Вторая Российская национальная конференция по теплообмену. -М.: МЭИ, 1998. Т. 3. - с. 173-176.

55. Sherman М.Р., Tieszen S.R., Benedick W.B. Flame facility. The effect of obstacles and transverse venting on flame acceleration and transition to detonation for hydrogen air mixtures at large scale //

56. NUREG / CR-5275. SAND 85-1264. Albuquerque: Sandia National Laboratory, 1989. - 301 p.

57. Kumar R.K., Skraba Т., Greig D. Mitigation of detonation of hydrogen-oxygen-diluent mixtures in large volumes // Transaction of American nuclear Society, 1985. Vol. 49. - P. 255-257.

58. Burning velocities and flammability limits of gaseous mixtures at elevated temperatures and pressures / Shebeko Yu.N., Tsarichenko S.G., Korolchenko A.Ya. et al. // Combustion and Flame. 1995. - Vol. 102. - № 3/4. - P. 427-437.

59. Deflagration to detonation transition in large confined volume of lean hydrogen air mixtures / Dorofeev S.B., Sidorov V.P., Dvoinichnikov A.E., Breitung M. // Combustion and Flame. - 1996. -Vol. 104.-№1/2.-P. 95-110.

60. Агафонов Г.Д., Фролов С.М. Расчет пределов детонации водородсодержащих смесей // Физика горения и взрыва. 1994. -Т. 30, №1.-С. 92-100.

61. Власенко В.В., Сабельников В.А. Численное моделирование невязких течений с горением водорода за скачками уплотнения и в детонационных волнах // Физика горения и взрыва. -1995. -Т. 31, №3. С. 118-133.

62. Левин В.А., Марков В.В., Осинкин С.Ф. Инициирование детонации в водородовоздушной смеси взрывом сферического заряда ТНТ // Физика горения и взрыва. 1995. - Т. 31, № 2. - С. 9195.

63. Даутов Н.Г., Старик A.M. Численное исследование детонации в метано- и водородовоздушных смесях за ударными волнами // Физика горения и взрыва. 1996. - Т. 32. - № 1. - С. 94110.

64. Мольков В.В. Вентилирование газовой дефлаграции: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М.: ВНИИПО МВД РФ, 1997. -48 с.

65. Термогазодинамика пожаров в помещениях / Астапенко В.М., Кошмаров Ю.А., Молчадский И.С., Шевляков А.Н. М.: Стройиздат, 1986. - 370 с.

66. Иевлев В.М. Турбулентное движение высокотемпературных сплошных сред. М.: Наука, 1975. - 256 с.

67. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. М.: Госстандарт России, 1992. - 78 с.

68. Ракитин Ю.В., Устинов С.М., Черноруцкий И.Г. Численные методы решения жестких систем. М.: Наука, 1979. - 324 с.

69. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1968. - 720 с.

70. Пузач C.B. Особенности тепломассообмена при горении жидкой горючей нагрузки в помещении с открытым проемом // Инженерно-физический журнал. 1999. - Т. 72, № 5. - С. 10251032.

71. Экспериментальное исследование процесса развития пожара в помещении / Кошмаров Ю.А., Астапенко В.М., Шевляков А.Н., Зернов С.И. // Сб. трудов. Пожарная профилактика. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1987. - с. 5-54.

72. Petrella R.V. The mass burning rate of polymers, woods and organic liquids // Fire and Flammability. 1980. - Vol. 11, № 1. - P. 321.

73. Ройтман М.Я. Противопожарное нормирование в строительстве. M.: Стройиздат, 1985. - 590 с.

74. Кошмаров Ю. А., Башкирцев М. П. Термодинамика и теплопередача в пожарном деле. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1987. -414 с.

75. Снегирев А.Ю., Танклевский Л.Т. Численное моделирование турбулентной конвекции в помещении при наличии очага загорания // Теплофизика высоких температур. 1998. - Т. 36, № 6. - С. 973-983.

76. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание в 4-х т. / Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А. и др. М.: Наука, 1982. - 623 с.

77. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. Т. 2. М.: Мир, 1990. - 320 с.

78. Драйздейл Д. Введение в динамику пожаров. М.: Стройиздат, 1988. - 340 с.

79. Свободноконвективные течения, тепло- и массообмен / Гебхарт Б., Джалурия Й., Махаджан Р., Саммакия Б. М.: Мир, 1991.-Т. 1.-678 с.

80. Forney G.P., Moss W.F. Analysing and Exploiting Numerical Characteristics of Zone Fire Models // Fire Science and Technology. 1994. - Vol. 14. - № 1, 2. - P. 49-59.

81. Джалурия Й. Естественная конвекция: Тепло- и массообмен. Пер. с англ. М.: Мир, 1983. - 400 с.

82. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Гос. изд-во физико-математической литературы, 1960. - 716 с.

83. Рыжов A.M. Дифференциальное моделирование динамики пожаров и распространения их опасных факторов в помещениях // Пожаровзрывобезопасность. 1994. - Т. 3, № 4. - С. 2134.

84. Рыжов A.M. Моделирование пожаров и пожаротушения в помещениях // Пожаровзрывобезопасность. 1995. - № 4. - С. 8794.

85. Снегирев А.Ю., Махвиладзе Г.М., Роберте Дж. Численное моделирование диффузионного турбулентного горения при различных режимах пожара в помещении // Труды II Российской национальной конференции по теплообмену. М. : МЭИ, 1998. -Т. 3. - с. 273-276.

86. Shabbir A., Taulbee D.B. Evaluation of turbulence models for predicting buoyant flows // Heat Transfer Journal. 1990. - № 4. -P. 945-953.

87. Raycraft J., Keller V.D., Yang H.Q. Fire spread in a three-dimensional pressure vessel with radiation exchange and wall heat losses // Mathematical and Computer Modelling. 1990. - № 14. - P. 795-800.

88. Morita M., Yamauchi Y., Manmoto A. Numerical simulation of fire temperature stratified attrium with a mathematical field model // Fire Science and Technology. 1992. - Vol. 12. - № 1. -P. 23-27.

89. Woodburn P.J., Bretter R.E. CFD simulation of a tunnel fire Part 1. Part 2 // Fire Safety Journal. - 1996. - Vol. 26. - № 1. - P. 3590.

90. Леонтьев А.И. Пути развития теории тепломассообмена II Известия РАН. Энергетика. 1996. - № 2. - С. 22-27.

91. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1987. - 840 с.

92. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. - 540 с.

93. Каменщиков Л.П., Быков В.И., Амельчугов С.П. Численное моделирование распространения дыма в зданиях повышенной этажности // Труды II Российской национальной конференции по теплообмену. М. : МЭИ, 1998. - Т. 3. - с. 80-83.

94. Асланян Г.С., Майков И.Л. Численная модель турбулентного горения газообразного топлива с использованием совместной одноточечной функции плотности вероятности состава и скорости. Препринт № 2-412. М.: ОИВТ РАН, 1998. - 37 с.

95. Полежаев В.И. Численное исследование естественной конвекции жидкостей и газов // Некоторые применения метода сеток в газовой динамике: Сб. науч. тр. М.: МГУ, 1971. - Вып. 4. - С. 55-62.

96. Полежаев В.И., Бессонов O.A., Никитин С.А. Структура и устойчивость трехмерных конвективных течений // Труды II Российской национальной конференции по теплообмену. М. : МЭИ, 1998.-Т. 3.-с. 120-123.

97. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 152 с.

98. Численное решение многомерных задач газовой динамики / Годунов С.К., Забродин A.B., Иванов М.Я., Крайко А.Н. -М.: Наука, 1982.- 289 с.

99. Самарский A.A. Теория разностных схем. М.: Наука, 1983. - 380 с.

100. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред. М.: Физматлит, 1994. - 250 с.

101. Spalding D.B. Older and newer approaches to the numerical modelling of turbulent combustion // 3-rd International Conference on Computers in Reciprocating Engines and Gas Turbines. London: IMochE, 1996.-p. 25-37.

102. Welch S., Rubini P. SOFIE: Simulation of Fires in Enclosures. User Guide. United Kingdom: Cranfleld University. -1996. 340 p.

103. Волков Э.П., Зайчик JI.И., Першуков В.А. Моделирование горения твердого топлива. М.: Наука, 1994. - 320 с.

104. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979. - 416 с.

105. Зигель Р., Хауэлл Дж. Теплообмен излучением. М.: Мир, 1975. - 936 с.

106. Сперроу Э.М., Сесс Р.Д. Теплообмен излучением. Л.: Энергия, 1971.- 296 с.

107. Оцисик М.Н. Сложный теплообмен. М.: Мир, 1976.616с.

108. Адрианов В.Н. Основы радиационного и сложного теплообмена. М.: Энергия, 1972. - 464 с.

109. Hottel H.С., Sarofim A.F. Radiation transfer. N.Y.: McGraw Hill. - 1967.- 480 p.

110. Блох А.Г., Журавлев Ю.А., Рыжиков Л.H. Теплообмен излучением. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 432 с.

111. Viscanta R., Menguc M.P., Radiation heat transfer in combustion systems // Progr. Energy Combust. Sci. 1987. - Vol. 13. -P. 97-160.

112. Рапопорт П.А. Оценка влияния зольности на интенсивность излучения пылеугольного факела // Горение органического топлива: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1985. - Ч. 2. - с. 162-166.

113. Lockwood F.C., Spalding D.B. Predictions of a turbulent reacting dust flow with significant radiation // Proc. Colloques d'Evian de la Soc. Franc de Phys. Thermodyn. Session. 1971. - p. 49-55.

114. De Marco A.G., Lockwood F.C. A new flux model for the calculation of radiation in furnaces // Riv. combust. 1975. - Vol. 29, №5/6. - P. 184-196.

115. Lockwood F.C., Shah N.G. Evaluation of an efficient radiation flux model for furnace prediction procedures // Proc. 6-th Intern. Heat Transfer Conf. Toronto. 1978. - Vol. 2. - p. 33-40.

116. Khalil E.E., Truelove J.S. Calculation of radiation heat transfer in a large gas fired furnace // Lett. Heat and Mass Transfer. -1977. Vol. 4. - P.353-365.

117. Абдурагимов И.М., Говоров В.Ю., Макаров B.E. Физико-химические основы развития и тушения пожаров. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1980. - 255 с.

118. Hiertager В.Н., Magnussen B.F. Computer simulation of flow, heat transfer and combustion in three-dimensional furnaces // Arch. Combust. 1982. - Vol. 2. - № 1/2. - P. 23-48.

119. Рыжов A.M. Дифференциальная модель пожара в помещении с учетом задымления и излучения // Огнестойкость строительных конструкций. Под ред. А.И. Яковлева. М.: ВНИ-ИПО МВД РФ, 1986. - С. 49-57.

120. Зотов Ю.С. Процесс задымления помещений при пожаре и разработка метода расчета необходимого времени эвакуации людей: Дис. . канд. техн. наук. / ВИПТШ. М.: 1989. - 277 с.

121. Шаровар Ф.И. Методы раннего обнаружения пожара. -М.: Стройиздат, 1988. 337 с.

122. Леонтьев А.И., Зейгарник Ю.А., Медвецкая Н.В. Международная конференция по теплообмену (Итоги и размышления) // Теплоэнергетика. 1995. - Т. 42, № 11. - С. 877-881.

123. Launder В.Е., Spalding D.B. Mathematical Models of Turbulence. London, New York: Academic Press, 1972. - 170 p.

124. Liou M.S., Coackloy Th.J. Numerical Simulation of Unsteady Transonic Flow in Diffusers // AIAA Journal. 1984. - Vol. 22. -№8. -P. 1139-1145.

125. Плетчер С. Метод расчета сжимаемого турбулентного пограничного слоя при наличии теплообмена // Ракетная техника и космонавтика. 1972. - Т. 10, № 3. - С. 8-10.

126. Сэбиси Т., Брэдшоу П. Конвективный теплообмен. -М.: Мир, 1987.- 592 с.

127. Турбулентность, принципы и применения / Под ред. У. Фроста и Т. Моулдена. М.: Мир, 1980. - 536 с.

128. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

129. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 320 с.

130. Пузач В.Г., Пузач С.В. Расчет трения и теплообмена при течении газа в каналах и внешнем обтекании тел // Известия РАН. Энергетика. 1996. - № 2. - С. 44-54.

131. Телионис Д.Р., Цахалис С.А. Нестационарные турбулентные пограничные слои и проблема отрыва // Ракетная техника и космонавтика. 1976. - Т. 4, № 4. - С. 468-474.

132. Дейч М.Е., Зарянкин А.Е. Газодинамика диффузоров и выхлопных патрубков турбомашин. М.: Энергия, 1970. - 384 с.

133. Белянин Н.М. Расчет турбулентного пограничного слоя при плоскопараллельном течении сжимаемой жидкости // Труды ЦИАМ. 1957. -№301. - С. 1-15.

134. Авдуевский B.C., Калашник В.Н. Проблемы расчета трения и теплообмена в турбулентном пограничном слое // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1967. - № 5. - С. 9-24.

135. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1969. - 824 с.

136. Leontiev A.I. Heat and Mass Transfer in Turbulent Boundary Layers. Advances in Heat Transfer. New York: Academic Press. 1966.-Vol. 3.-P. 33-100.

137. Леонтьев А.И., Пузач В.Г., Набатов Г.В. Уточнение предельного относительного закона трения на проницаемой пластине со вдувом газа в сжимаемый турбулентный пограничный слой // Инженерно-физический журнал. 1984. - № 1. - С. 5-13.

138. Леонтьев А.И., Фафурин А.В. Нестационарный турбулентный пограничный слой в начальном участке трубы // Инженерно-физический журнал. 1983. - Т. XIY, № 1. С. 5-12.

139. Алексашенко А.А., Кошмаров Ю.А., Молчадский И.С. Тепломассоперенос при пожаре. М.: Стройиздат, 1982. - 173 с.

140. Kumar S., Сох G. Mathematical Modelling of Fires in Road Tunnels // 5-th International Symposium on the Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels. Lille (France). - 1985. - p. 61-68.

141. Соколик А.С. Самовоспламенение, пламя и детонация в газах. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 427 с.

142. Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах. Пер. с англ. под ред. В.Н. Кондратьева. М.: Мир, 1968. - 592 с.

143. Corlett R.C. Interaction between flames and condensed phase matter // Heat Transfer in Fires. 1974. - № 2. - P. 129-152.

144. Thomas P.H. Factors affecting ignition of combustible materials and their behaviour in fire // International Symposium: Fire Safety and Combustible Materials. Edinburg. - 1975. - p. 84-99.

145. Воробьев В.А., Андрианов P.A., Ушков В.А. Горючесть полимерных строительных материалов. М.: Стройиздат, 1978. -225 с.

146. Решетар Я. Исследование граничных условий для расчета огнестойкости строительных и технологических конструкций, омываемых пламенем при пожаре: Дис. . канд. техн. наук / ВИПТШ МВД СССР. М.: 1980. - 220 с.

147. Яворский Б.М., Детлаф A.A. Справочник по физике для инженеров и студентов ВУЗов. М.: Гос. изд-во физико-математической литературы, 1963. - 848 с.

148. Монахов В.Т. Методы исследования пожарной опасности веществ. М.: Химия, 1972. - 424 с.

149. Тимошенко В.Н. Определение необходимого времени эвакуации людей из помещения, исходя из температурного режима начальной стадии пожара: Дис. . канд. техн. наук / МИСИ. -М.: 1987. 186 с.

150. Методические указания к выполнению курсовой работы по прогнозированию опасных факторов пожара в помещении / Абросимов Ю.Г., Андреев В.В., Зотов Ю.С., Кошмаров Ю.А., Пузач C.B., Рамазанов Р.Н. М.: МИПБ МВД РФ, 1997. - 65 с.

151. СНиП 2.09.02-85. Пожарная автоматика зданий и сооружений. М.: ЦИТЛ Госстроя СССР, 1985. - 24 с.

152. Хинце И.О. Турбулентность: ее механизм и теория. Перевод с англ. под редакцией Г.Н. Абрамовича. М.: Физматгиз, 1963. - 680 с.

153. Маркова В.H. Адсорбционные газочувствительные элементы на основе окислов металлов // Приборы и системы управления. 1985. - № 1. - С. 41-49.

154. Бутурлин А.И. Газочувствительные датчики на основе металлооксидных полупроводников // Зарубежная электронная техника. 1983. - № 10. - С. 3-39.

155. Поляков Ю.А. Импульсный датчик для измерения теплообмена в ионизированном потоке газа // Теплофизика высоких температур. 1965. - № 5. - С. 752-755.

156. Поляков Ю.А., Аксютин A.C. Малоинерционный пожарный извещатель на тонких пленках// Труды ВИПТШ МВД СССР. М.: ВИПТШ, 1979. - с. 122-127.

157. Ван-Дайк М. Методы возмущений в механике жидкости. М.: Мир, 1967. - 505 с.

158. Saundranayagam S., Potti M. Transition in Laterally Divergent and Convergent Flows // Boundary Layer Transition Control. Cambridge. 1991. - p. 33.1-33.14.

159. Mavrantonaris G., Grundmann R. Transition in Three-dimensional Boundary Layer // Там же. p. 28.1-28.14.

160. Шлихтинг Г. Возникновение турбулентности. М.: Изд-во иностранной литературы, 1962. - 204 с.

161. Меркли А., Абуаф В. Длительность процесса запуска сверхзвуковых диффузоров с постоянной площадью поперечного сечения // Ракетная техника и космонавтика. 1977. - Т. 15, № 12. -С. 67-72.

162. Бреев В.В., Панченко В.П. Оценка характеристик нестационарного пограничного слоя на пластине // Известия АН СССР. Механика жидкости и газа. 1985. - № 2. - С. 169-175.

163. Puzach S.V. Effect of Supersonic Diffuser Geometry on Operation Conditions // Experimental Thermal and Fluid Science. -1992.-Vol. 5.-№ l.-P. 124-129.

164. Инженерный метод расчета пускового и стационарного режима работы сверхзвукового диффузора / Пузач С.В., Захаров Н.Н., Совин С.В., Янсон Р.А. // Инженерно-физический журнал. -1991.-Т. 61, №1.-С. 63-70.

165. Зеркл С., Лансбури Д. Влияние турбулентности набегающего потока на теплоотдачу к лопаткам турбин // Аэрокосмическая техника. 1989. - № 10. - С. 55-64.

166. Гомозов А.В. Исследование граничных условий теплообмена для расчета огнестойкости плоских горизонтальных конструкций в условиях пожара: Дис. . канд. техн. наук / ВИПТШ МВД СССР. М.: 1983. - 249 с.

167. Зернов С.И. Разработка расчетных методов прогнозирования параметров пожаров в помещениях зданий с естественной вентиляцией: Дис. . канд. техн. наук / ВИПТШ МВД СССР. М.: 1984. - 212 с.

168. Брдлик П.М., Савин В.К. Переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный при осесимметричном обтекании плоских поверхностей, расположенных нормально к потоку // Инженерно-физический журнал. 1966. - Т. 11, № 4. - С. 432-437.

169. Критенко М.И., Таранцев А.А., Щебаров Ю.Г. Оценка значимости факторов при их комплексном воздействии на систему // Автоматика и телемеханика. 1995. - № 6. - С. 54-59.

170. Астапенко В.М., Кошмаров Ю.А. Исследование функции плоскости равных давлений на начальной стадии развития пожара // Организация, тактика и техника тушения пожаров на объектах народного хозяйства: Сб. науч. тр. М.: ВИПТШ МВД СССР, 1988.-с. 108-111.

171. Metal hydrides: properties and practical applications. Review of the works in CIS countries / Yerbetsky Y.N., Malyshenko S.P., Mitrokhin S.V., Solovei V.Y., Shmalko Yu.F. // Hydrogen Energy. 1998. - Vol. 23. -№ 12. - P. 1165-1178.

172. Ram Gopal M., Srinivasa Murthy S. Prediction of heat and mass transfer in annular cylindrical metal hydride beds // Int. Journal Hydrogen Energy. 1992. - № 17. - P. 795-805.

173. Gambini M. Perfomances of metal hydride operating under dynamics conditions // Hydrogen Energy. 1989. - № 14. - P. 821-830.

174. Da-Wen-Sun, Song-Jiu Den. Study of heat and mass transfer characteristics of metal hydride beds: a two-dimensional model // Journal Less-Common Metals. 1989. - № 155. - P. 271-279.

175. Suda S. Heat transmission analysis of metal hydride beds // Journal Less-Common Metals. 1983. - № 89. - P. 325-332.

176. Кузнецов А.В. Математическое моделирование тепло-физических процессов в металлогидридных элементах энергетических установок // Известия РАН. Энергетика. 1994. - № 3. - С. 5769.

177. Артеменко А.Н. Расчет тепломассопереноса при термо-сорбционном взаимодействии металлогидрида с водородом // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Атомно-водородная энергетика и технология. Вып. 3. М.: ИАЭ им. И.В. Курчатова, 1987. - с. 61-63.

178. Малышенко С.П., Назарова О.В. Аккумулирование водорода // Атомно-водородная энергетика и технология: Сб. статей. Вып. 8. М.: Энергоатомиздат, 1988. - с. 155-204.

179. Da-Wen Sun, Song-Jiu Deng. Numerical solution of the two-dimensional non-steady heat and mass transfer problem in metal hydride beds // Hydrogen Energy. 1990. - Vol. 15. - № 11. - P. 807816.

180. Gopal M.R., Murthy S.S. Influence of heat and mass transfer effectiveness on metal hydride heat pump performance // Hydrogen Energy. 1993. - Vol. 18. - № 1. - P. 31-38.

181. Al-Garni M. Solar hydrogen in Saudi Arabia: a long-term outlook // ISES 1991 World Congress. Denver. 1991. - Vol. 1. - p. 745-750.

182. Валов M.И., Казанджан Б.И. Использование солнечной энергии в системах теплоснабжения: Монография. М.: МЭИ, 1991. - 140 с.

183. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975. - 485 с.

184. Устюжанинов В.Н., Фролова Т.Н, Курысев К.Н. Применение термоанемометрических датчиков в охранно-пожарной сигнализации // Материалы международной конференции "Системы безопасности 98" - СБ -98. - М.: МИПБ МВД РФ, 1998. - с. 232-234.

185. Терехов В.И. Турбулентный пограничный слой с отсосом и градиентом давления в неизотермических условиях: Авто-реф. дис. . канд. техн. наук. Новосибирск, 1977. - 19 с.

186. Eckert E.R, Cho H.H. Transition from Transpiration to Film Cooling // Intern. Journal Heat and Mass Transfer. 1994. - Vol. 37. - P. 3-8.

187. Епифанов В.M., Манушин Э.А. Некоторые результаты исследований пористого охлаждения лопаток газовых турбин // Инженерно-физический журнал. 1975. - Т. 28, № 3. - С. 533-544.

188. Поляев В.М., Сухов А.В. Исследование теплообмена при течении газа через пористую стенку с внутренним источником тепла // Известия ВУЗов. 1979. - № 8. - С. 17-82.

189. Низкотемпературная плазма. Т. 15. Тепловая защита стенок плазмотронов / Под ред. А.И. Леонтьева, В.П. Лебедева. -Новосибирск: Институт теплофизики, 1995. 336 с.

190. Результаты экспериментального исследования проницаемых керамических материалов для каналов МГДГ / Ермолаев И.К., Пузач В.Г., Осипов М.И., Фадеев В.А. // Проблемы прямогопреобразования энергии: Сб. статей. Киев: Наукова думка, 1976. -с. 25-31.

191. Puzach V.G., Puzach S.V. Calculation of Friction and Heat Transfer on Gas Turbines Blades with Porous Surface // Heat Transfer Enchancement in Power Machinary: International Symposium. M. : MEI, 1995. - p. 123-127.

192. Газовая динамика / Бекнев B.C., Епифанов B.M., Леонтьев А.И. и др. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. - 671 с.

193. Gendembre Е., Cambray P., Bellet J.С. Turbulent Diffusion Flames with Large Buoyancy Effects // Combustion Science and Technology. 1984. - Vol. 41. - P. 55-67.

194. Ломоносов M.B. Размышления о причине теплоты и холода. Новые комментарии Петербургской Академии Наук. -1750.-Т. 1.-58 с.

195. Gengembre Е., Cambray P., Karmed D., Bellet J.С. Turbulent Diffusion Flames with Large Buoyancy Effects // Combustion Science and Technology. 1984. - Vol. 41. - P. 55-67.

196. Легасов В.А., Демин В.Ф., Шевелев Я.В. Основы анализа безопасности в ядерной энергетике // Атомно-водородная энергетика и технология: Сб. статей. Вып. 7. М.: Энергоатомиздат, 1986. - с. 84-95.

197. Баратов А.Н, Пчелинцев В.А. Пожарная безопасность: Учебное пособие. М.: Изд-во АСВ, 1997. - 176 с.

198. Крайко А.Н., Макаров В.Е. Одномерная математическая модель камеры сгорания водородовоздушного гиперзвукового прямоточного реактивного двигателя // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 1997. - № 1. - С. 146-154.

199. Мольков В.В., Некрасов В.П. Динамика сгорания газа в постоянном объеме при наличии истечения // Физика горения и взрыва. 1981. - Т. 17, № 4. - С. 17-23.

200. Денисенко В.В. Энергетический метод для задач о диффузии в движущейся среде // Прикладная механика и техническая физика. 1997. - Т.38, № 1. - С. 32-39.

201. Гонтковская В.Т., Гордополова И.С., Басевич В.Я. Кинетика окисления водорода в широкой области давлений и температур // Физика горения и взрыва. 1981. - Т. 17, № 1. - С. 64-67.

202. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергия, 1978. - 704 с.

203. Кавтарадзе Р.З. Локальный радиационно- конвективный теплообмен в камере сгорания быстроходного дизеля // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. 1996. - № 1. - С. 21-36.

204. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 5. Статистическая физика. Ч. 1. М.: Наука, 1976. - 584 с.

205. Hahm K.S., Kim W.Y., Hong S.P. The reaction kinetics of hydrogen storage in LaNis // Hydrogen Energy. 1992. - Yol. 17. - № 5. - P. 333-338.

206. Gopal M.R., Murthy S.S. Influence of heat and mass transfer effectiveness on metal hydride heat pump performance // Hydrogen Energy. 1993. - Vol. 18. - № 1. - P. 31-38.

207. Гуско И.Д. Термогазодинамика пожара в замкнутых отсеках специальных фортификационных сооружений и разработка методики оценки его опасных факторов: Дис. . канд. техн. наук / ВИПТШ МВД СССР. М.: 1988. - 156 с.

208. Рубцов В.В. Динамика опасных факторов пожара и расчет критической продолжительности пожара в производственных помещениях: Дис. . канд. техн. наук / МИПБ МВД РФ. М.: 1999. - 206 с.3 81