Полное подавление детонации и горения метановых смесей пылевой завесой

ПОЛНОЕ ПОДАВЛЕНИЕ ДЕТОНАЦИИ И ГОРЕНИЯ МЕТАНОВЫХ СМЕСЕЙ ПЫЛЕВОЙ ЗАВЕСОЙ

А.В. Пинаев

доктор физ-мат. наук Институт гидродинамики им. М.А.Лавреньева СО РАН

А.В. Троцюк

кандидат физ-мат. наук Институт гидродинамики им. М.А.Лавреньева СО РАН

12

УДК534:222.2, 536.46, 661.215.1

В работе приведен анализ теории распространения волн горения и детонации, а также результаты теоретических и экспериментальных исследований по разработке двухстадийной модели кинетики детонационного горения метана в смеси метан - воздух - угольная пыль. Сформулированы требования к системам пожаротушения взрывов пылеметановоздушной смеси.

Ключевые слова: ГОРЕНИЕ, ДЕТОНАЦИОННАЯ ВОЛНА, УДАРНАЯ ВОЛНА, ФРОНТХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ, ЭНЕРГИЯ ЗАЖИГАНИЯ, ТЕМПЕРАТУРА ВСПЫШКИ, ТЕМПЕРАТУРА САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ.

В 80-х годах 19-го века именно катастрофические взрывы в шахтах положили начало исследованиям газовой детонации: эксперименты Berthelot, Vieille, Mallard, Le Chatelier (статьи 1883 г.) привели к созданию теория идеальной детонации - Chapman (1889), Михельсон (1890), Jouguet (1904), базой которой послужили работы по теории ударных волн (УВ) - Rankine (1870) и Hugoniot (1887-1889). За 130 лет в вопросах горения и детонации многое изучено, но взрывы в шахтах (Турция - 2014, Китай, Россия, ЮАР) происходят до сих пор. Требуется беспристрастный анализ современного состояния данной проблемы с целью выработки обоснованных направлений дальнейших исследований по предупреждению аварийных взрывов. Предполагается один из номеров нашего журнала посвятить этой проблеме. Данная публикация - краткая аннотация основной тематики анализа.

Известны предельные режимы самоподдерживающегося распространения фронта химической реакции в газообразных смесях: дозвуковое ламинарное горение со скоростями порядка сантиметров в секунду и сверхзвуковое детонационное горение со скоростями порядка нескольких километров в секунду [1-5]. Низкоскоростное горение распространяется за счет механизма теплопроводности (от горячих продуктов к исходной смеси) и диффузии активных радикалов из зоны реакции в исходную смесь, а высокоскоростное детонационное горение - с помощью ударно-волнового возбуждения химической реакции. В диапазоне скоростей от мм/с до км/с наблюдается огромное разнообразие нестационарных и квазистационарных режимов распространения волн горения и детонации [6-7].

Традиционно условия распространения волн горения и детонации связываются с нижним и верхним концентрационными пределами, характеризующими минимальную и мак-

научно-технический журнал № 4-2015

ВЕСТНИК

симальную концентрации топлива в горючей смеси, внутри которых возможно существование того или иного процесса. Наряду с концентрационными пределами существуют геометрические пределы, обычно связанные с минимальным размером заряда, при котором еще возможно распространения процесса. Для детонации - это критический диаметр заряда, ниже которого детанационная волна не способна распространяться в самоподдерживающемся режиме и потому затухает при любом сверхмощном инициирующем импульсе. Для горения - это критический диаметр гашения пламени, ниже которого фронт горения распространяться не может. В технике используется термин безопасный гасящий зазор.

Для оценки последствий аварийного возгорания метана необходимо четко представлять возможные сценарии возникновения и развития очага горения в условиях шахт, чтобы максимально обезопасить людей и оборудование от воздействия горячих продуктов. К настоящему времени экспериментально хорошо изучены процессы низкоскоростного горения метановых смесей как одного из главных виновников трагедий на шахтах. Процессы высокоскоростной детонации и, тем более, нестационарного горения (например, процесс ускорения пламени вплоть до перехода горения в детонацию) изучены в значительно меньшей степени. Что такое «взрыв» в шахте с точки зрения идентификации процессов горения и детонации? К сожалению, даже в современной справочной литературе по безопасности нет ответа на этот вопрос, а процессы низко- и высокоскоростного горения рассматриваются в рамках единого термина «пожаро-взрывоопасность». С научной точки зрения его нельзя признать корректным, поскольку, как правило, пожароопасность связана с низкоскоростным горением, а взрыв - с высокоскоростным детонационным процессом. Несопоставимы и последствия пожара и взрыва газовой смеси по динамическому воздействию.

В большинстве случаев характерный размер зоны химической реакции в волне горения и детонации оказывается значительно меньше характерного масштаба горючей системы. Это позволяет заменить реальные волны на поверхности разрыва со скачкообразным изменением параметров системы. Классическая одномерная теория детонации базируется на законах сохранения массы, импульса и энергии, записываемых в системе фронта волны для двух произвольных сечений трубки тока постоянного сечения:

Ро У0= Ру Ро + Ро уо 2 = Р + Ру2 и0 + у2/2 = Н + V2 /2 +д.

Здесь v0 и V - скорости втекающего и вытекающего потоков между выбранными сечениями, р - плотности потока, Р - давления, Н - энтальпии, 2 - удельное энерговыделение смеси [1-2]. В рамках модели идеального газа с уравнением

Р = рRT

энтальпия выражается формулой

у Р

H

Y -1 Р

Первые два уравнения дают уравнение прямой в плоскости (Р,^ ее называют прямой Михельсона-Рэлея

P - P

1 1 о

V - V

2 2 -Р о^о

Преобразуя систему, получаем уравнение P=F(V,Q) мое адиабатой энерговыделения:

называе-

П.А. Фомин

кандидат физ-мат. наук Институт гидродинамики им. М.А.Лавреньева СО РАН

А.А. Трубицын

професор, доктор техн.

наук, заместитель директора по научной работе ООО «ВостЭКО+»

Д.А. Трубицына

Выпускающий редактор ООО «ВостЭКО», директор ООО «ЦОТ-Горный»

13

— + л-

1-

_

При Q=0 получаем уравнение ударной адиабаты. На рис.1 представлен типичный график состояний горючей системы и ее продуктов. Адиабата энерговыделения представляет собой гиперболу, сдвинутую относительно точки исходного состояния О так, что точка О лежит вне гиперболы (рис.1). Из точки О к данной гиперболе можно провести множество прямых. Существуют три варианта взаимного расположения адиабаты энерговыделения и прямой: а) пересечения нет; б) есть пересечение в двух точках; в) осуществляется касание прямой и адиабаты.

\

\\

\ V

\А

ч

Ч \р

4 - ^

-V

Рисунок 1 - Типичная (Р-У)-диаграмма горючей смеси

Классические представления о детонационной волне (ДВ) как о стационарно распространяющемся со сверхзвуковой скоростью газодинамическом комплексе из бесконечно тонкой ударной волны (УВ) и одномерных зон индукции и химической реакции (модель «прямоугольной ДВ») являются сильно идеализированными при рассмотрении газовой детонации. Основная причина нарушения подобной идеализации - неустойчивость совместного взаимодействия газодинамических и кинетических факторов, проявляющаяся в усилении слабых возмущений и нарушении одномерности течения. Сложная неодномерная и нестационарная структура фронта ДВ оказалась присущей не только чисто газовым системам, но и ряду жидких и твердых взрывчатых веществ (ВВ), а также гетерогенным смесям.

В настоящее время общепринято, что ДВ в газовой смеси представляет сложный квазистационарный многофронтовый газодинамический комплекс из ударных скачков, волн разрежения, контактных разрывов и локальных зон химической реакции. На рис.2 представлена шлирен-фотография фронта ДВ, иллюстрирующая сложную структуру детонационного фронта в области сопряжения головных

Рисунок 2 - Фотография фронта ДВ: 1 и 2 - элементы фронта ударных волн, 3 - фронт горения, 4 -зона индукции за УВ, 5 - поперечная волна, 6 - шлейф (пучность акустических возмущений в продуктах детонации). ДВ движется снизу-вверх, поперечная волна - справа налево. Размер поперечной волны примерно совпадает с размером зоны индукции!

14

участков фронта ДВ с поперечной волной (ПВ), распространяющейся по зоне индукции.

При распространении ДВ траектории движения ПВ по зоне индукции образуют упорядоченную структуру с характерным масштабом, называемым размером ячейки а (рис.3). Средний размер ячейки определяется как отношение длины базовой линии в нормальной к направлению распространения ДВ плоскости, деленной на количество траекторий поперечных волн одного направления, пересекающих данную линию. Для большинства горючих смесей количество поперечных волн на детонационном фронте уменьшается при понижении начального давления и приближении к концентрационным пределам, что приводит к увеличению размера ячейки а.

- Л . *

Рисунок 3 - Классическая структура многофронтовой газовой детонации (распространение ДВ слева

напрово).

Эффект возбуждения горения или детонации обычно носит «пороговый» характер: «да» - «нет» для любого инициатора. Минимальная энергия, обеспечивающая 100-процентное возбуждение данного режима, традиционно называется критической энергией. На рис.4 приведены две фотографии следовых отпечатков, иллюстрирующие пороговый характер сильного инициирования: успешное возбуждение ДВ при энергии, большей критической величины (правая фотография), и отсутствие возбуждения ДВ при энергии, меньшей критической величины (в этом случае возбуждается режим высокоскоростного турбулентного горения).

Рисунок 4 - Фотографии следовых отпечатков, иллюстрирующие пороговый характер сильного ини-

циирования

Минимальная энергия зажигания метано-воздушных смесей характеризуется величиной порядка миллиджоуля, а критическая энергия инициирования детонации - порядка 108 Дж (17 кг ВВ). Огромная разница Ет.п (около 5-10 порядков) между этими двумя процессами, казалось бы, позволяет основное внимание сосредоточить лишь на процессах воспламенения и низкоскоростного горения и не рассматривать энергетически затратный детонационный режим. Однако специалистам хорошо известны нестационарные режимы ускорения пламени вплоть до перехода горения в детонацию (при выполнении определенных требований), которые могут играть определяющую роль при аварийном возгорании метана в шахтах.

Для моделирования шахтных условий (с характерным размером шахтного туннеля порядка 6 метров) не обойтись без геометрического моделирования. С этой целью были выполнены исследования параметров детонационных волн в стехиометрической смеси метан-кислород при ее постепенном разбавлении азотом вплоть до воздушного соотношения (air = O2 + 3.76N2). На рис.5 представлены данные о размере ячеек в смесях CH4 + 2(O2 + nN2) при различных n. Верхняя горизонтальная пунктирная линия соответствует спиновому режиму детонации в стехиометрической смеси метана с воздухом в трубе 100 мм с характерным размером ячейки детонационной волны а ~ 314мм. Для приближенных оценок можно взять в качестве характерного размера шахтного штрека его диаметр в 6.3 метра и получить цифру d/a = 20. Другими словами в условиях шахты при детонации стехиометрической метано-воздушной смеси ДВ является многофронтовой. Поскольку характерный размер зоны реакции в ДВ напрямую связан с размером ячейки, то для моделирования «шахтной ДВ» в лабораторных условиях необходимо вы-

полнение критерия геометрического подобия ё/а = 20. Этого можно достичь либо при фиксированном составе смеси соответствующим подбором диаметра детонационной трубы, либо более удобным способом: при фиксированном диаметре подобрать такую смесь, чтобы ее характерный размер ячейки обеспечивал моделирование (область между горизонтальными пунктирными линиями на рис.5).

а

10 -

- СН4+ 2(02+nN2) a = 7Tds_|Qb , /

-

/* У

- / / / /

: / / / /

- *//

-

- / У

- / / / / / / JID

/ / / /

ЖЖЖЖЖ V ехр

- у/ VVWV KGLS- 83

- npt

_ const

- а,аЬ=)а mine

| ........... i i i i п 1 1

о

1

2

3

4

Рисунок 5 - Данные о размере ячейки в метановой смеси при разбавлении азотом

Поскольку в нестационарных режимах весьма важным параметром является не только поперечный, но и продольный размер (длина) рассматриваемого явления, то в данном случае в качестве критерия выбрано соотношение длина-диаметр, равное 100 (сто калибров). Такая величина принята детонационным сообществом в качестве достаточной для вывода о стационарности детонационной волны, распространяющейся в длинной трубе. Динамика событий в лабораторной трубе в 100 калибров в пересчете на шахтные условия дает величину порядка 600 метров. Комбинируя различные критерии в качестве базовой для лабораторных условий была выбрана детонационная труба диаметром 70 мм длиной 7 метров!

Для исследований возможности гашения детонации и взрывных волн пылевой завесой использовалось вертикальное расположение трубы. Труба была оборудована устройством для дозированной подачи пыли (на верхнем торце трубы), электроникой для управления подачей пыли в объём трубы, системой инициирования детонационного процесса, пьезодатчиками давления, ионизационными датчиками, фотоэлектронными умножителями для регистрации свечения и т.д., а также необходимыми приборами для регистрации данных (4-лучевые осциллографы, скоростные кинокамеры и пр). На рис. 6 приведены схема характерных зон трубы (1 - метановая смесь + инертная пыль; 2 - метановая смесь; 3 - фронт детонационной волны; 4 - продукты детонации метановой смеси) и схема генератора пылевзвеси (1 - цилиндрический контейнер с сыпучим материалом; 2 - запорный конус; 3 - стержень электромагнита). В качестве пылевзвеси использован кварцевый песок с фракциями частиц размером d = 250-600, 120-250, 90-120 мкм.

Основные стадии экспериментальных исследований:

• I - динамика формирования облака пыли;

• II - динамика формирования ДВ в газовой смеси;

• III - динамика распространения ДВ в газопылевой среде.

При варьировании концентрации частиц использовались как традиционная схема (рис. 7) - увеличение количества и плотности частиц - р2>р1 - при постоянном давлении и размере характерной зоны химической реакции (L1=const), а также схема увеличения размера зоны химической реакции L2>L1 (пропорциональной размеру ячейки в ДВ) при уменьшении начального давления смеси, при этом плотность частиц можно оставлять неизменной (p=const).

Важно, что для эффективного гашения ДВ пространственно-временные масштабы физических процессов (разгон частиц, нагревание, дробление и тд) должны быть меньше масштабов химических

16

3

2

Рисунок 6 - схема характерных зон трубы (1 - метановая смесь + инертная пыль; 2 - метановая смесь; 3 - фронт детонационной волны; 4 - продукты детонации метановой смеси) и схема генератора пы-левзвеси (1 - цилиндрический контейнер с сыпучим материалом; 2 - запорный конус; 3 - стержень

электромагнита)

Р2

Рисунок 7 - традиционная схема - увеличение количества и плотности частиц при постоянном давлении и размере характерной зоны химической реакции

17

1

процессов в зоне реакции. Физические процессы зависят от размера частиц и их концентрации. При нагревании частиц происходит поглощение тепловой энергии из зоны реакции ^т), а при разгоне частиц - поглощение кинетической энергии газа ^к), при этом Qт > Qк.

Экспериментально проверено, что ДВ выходит на установившийся режим (2200-2240 м/с) на расстоянии около 2 м от верхнего торца трубы, скорость волны отличается от DCJ менее чем на 1 %.

При воздействии частиц на взрывную волну нужно иметь в виду, что недостаточно «сорванная» взрывная волна способна восстановиться и усилиться при последующем столкновении со стенками или препятствиями, поскольку при отражении ударной волны заметно возрастает температура и смесь может воспламениться. На рис.8 представлен график зависимости температуры за ударной волной в метано-воздушной смеси. Можно видеть, что с точки зрения воспламенения смеси (критерий - температура достигает температуры вспышки) опасными являются волны, скорость которых выше звуковой примерно в 1.45 раза. За такой волной давление возрастает примерно вдвое по сравнению с началь-

ным Р=1.0 атм.

1 ООО

self—ig п

.0 1.5 2.0 2.5

Рисунок 8 - Зависимость температуры газа за отраженной ударной волной (УВ) в метано-воздушной смеси от числа Маха УВ (отношение скорости волны к скорости звука). Горизонтальными линиями отмечены температуры вспышки (пунктир) и самовоспламенения (сплошная) смеси. Видно, что УВ

при М>1.45 уже становится опасной!!!

На рис.9 представлен график зависимости скорости детонационной волны по мере ее распространения в пылевом облаке (по вертикали - скорость волны, м/с; по горизонтали - координата фронта волны от точки входа в пылевое облако, м). Хорошо видно немонотонное ослабление ДВ в облаке. Символами 1-4 обозначены различные условия эксперимента: 3 соответствует полному затуханию взрывной волны - как исходной детонационной, всех промежуточных между детонацией и горением, так и самого горения. Эксперимент (линия 3) доказывает возможность полного гашения взрывных волн пылевыми завесами. Проблема в своевременном создании пылевых завес в нужном месте!

Поскольку энергия зажигания метано-воздушной смеси составляет всего доли миллиджоуля, в то время как энергия прямого инициирования детонации эквивалентна примерно 17 кг тротила, то на начальной стадии всегда реализуется лишь воспламенение метано-воздушной смеси и пламя вначале распространяется из точки в режиме ламинарного горения со скоростью порядка 0.3 м/с. Если диаметр шахтного штрека взять равным равен 5 м, то ламинарное пламя полностью перекроет сечение шахты примерно за 15 сек (в случае воспламенения вблизи стенки). Реально же фронт ламинарного пламени будет взаимодействовать с шероховатостями стенок, превращаться в турбулентное горение и увеличивать скорость распространения. Скорость турбулентного пламени составляет примерно 60 м/с. Особо отметим, что как при ламинарном, так и при турбулентном дозвуковом горении не наблюдается повышения давления в продуктах реакции. При сильно затурбулизованной смеси на перекрытие сечения шахты фронтом турбулентного пламени потребуется примерно 0.1 секунды. После перекрытия сечения шахты пламя будет распространяться вдоль штрека, ускоряясь как за счет автотурбулиза-

18

Скорость по длине трубы

С), м/с

О

/ о

д

X

\ ж

1 г % —4

"к ж ч А 1

ч + \

* ч _ ч

ч 1 * ч

ч

О

Рисунок 9 - график зависимости скорости детонационной волны по мере ее распространения в пылевом облаке

ции, так и за счет искусственной турбулизации. При этом впереди пламени будет формироваться предвестник из волн сжатия, генерируемых расширяющимся фронтом пламени. Поскольку волны сжатия распространяются значительно быстрее фронта пламени, то они будут способствовать вовлечению в поток мелкодисперсных частиц угольной пыли с формированием гетерогенной двухтопливной системы метан-воздух-угольная пыль. На рис. 10 представлен график основных продуктов реакции метано-воз-душных смесей, из которого видно, что в продуктах имеется заметное количество горячего водорода и оксида углерода (известного как синтез-газ), являющимися горючими компонентами. Мелкодисперсная угольная пыль, попадая в такую нагретую смесь, будет вступать в реакцию, усугубляя воздействие метано-воздушной смеси. Нельзя исключить возможность перехода горения в детонацию в условиях шахты, что может существенно усугубить последствия аварии.

Тот факт, что на начальной стадии в метано-воздушной смеси может возбуждаться только горение, позволяет сразу же сформулировать преимущества начальной стадии возгорания.

0.01

0.001

и 3.04 0.08 0.12с(СН4/

Рисунок 10 - Мольный состав основных продуктов детонации метано-воздушных смесей при различных мольных концентрациях метана в смеси с (СН4). При обогащении смеси метаном в продуктах увеличивается доля горючего синтез-газа (смесь водорода и оксида углерода)!

19

А именно:

• низкие скорости распространения пламени;

• малый размер зоны возгорания;

• максимально возможное время для принятия решения и ввода в действие факторов тушения;

• максимальное время для создания однородного тушащего облака.

Эти преимущества позволяют более адекватно ответить на вопросы - Как предотвратить или ослабить воздействие «взрыва»? Чем гасить?

Среди известных методов, но все еще недостаточно применяемых:

• дегазация угольных пластов;

• постоянный контроль концентрации метана;

• постоянный контроль положения шахтеров - система подземного позиционирования (особо важная для МЧС);

• инертный газ - выход вне концентрационных пределов;

• ингибиторы (кинетическое гашение) - введение веществ, препятствующих размножению активных радикалов в цепном механизме реакций метано-воздушной смеси;

• инертные частицы - отбор кинетической и тепловой энергий;

• распылы инертной жидкости - отбор энергии фазовых переходов (жидкость - пар);

• «подушки безопасности»;

• гасящие зазоры;

и пр

Требования к системе пожаротушения:

• максимально быстрое обнаружение - оптическая диагностика;

• анализ возникшей ситуации и выбор решения (АСУ);

• передача управления на соответствующие элементы пожаротушения (АСУ);

• максимально быстрый ввод системы в рабочее состояние (взрывное диспергирование);

• однородность тушащего средства по сечению и длине;

• оптимизация по физическим свойствам (учет физических свойств гасящего материала: теплоемкость, масса, поверхность, агрегатное состояние,...)...

Очевидно, что для процесса подавления волны наиболее эффективны частицы, имеющие высокую теплоемкость и (при наличии плавления) большую теплоту фазового перехода. Если частицы имеют относительно большой размер, газ и конденсированная фаза не будут находиться в тепловом и механическом равновесии внутри зоны реакции ДВ. Для увеличения эффективности подавления детонации желательно использовать настолько малые частицы, насколько это возможно.

Для моделирования детонации в смеси метан - воздух - угольная пыль разработана приближенная двухстадийная модель кинетики детонационного горения метана.

Для смеси с реальными теплофизическими и химическими свойствами в расчетах была воспроизведена нерегулярная ячеистая структура со всеми основными ее особенностями:

- хаотическое несогласованное движение основных поперечных волн;

- многочисленные вторичные поперечные волны, составляющие иерархию уменьшающихся по размерам возмущений фронта ДВ;

- области несгоревшей смеси на значительном расстоянии за фронтом ДВ;

- тонкая (ячеистая) структура поперечных волн.

Еще раз отметим основной результат - полное гашение детонации и горения с помощью пылевой завесы: экспериментальными исследованиями ослабления детонационной волны (ДВ) в метановой смеси СИ4+202+Ы2, запыленной кварцевым песком, установлено, что пылевое облако с размером частиц 250-600 мкм и их средне-объемной концентрацией рх ~ 2.5 г/литр практически не ослабляет ДВ на длине облака около 6 м при р0 = 0.1 МПа. Но уже при р0 = 0.01 МПа пылевое облако с размером частиц 90-120 мкм и их средне-объемной концентрацией рх ~ 2.5 г/литр ослабляет ДВ на такой же длине облака от детонационной (гиперзвуковой) скорости до акустической (линия 3 на рисунке). Другими словами -пылевое облако срывает полностью как детонацию, так и горение смеси, что принципиально важно для взрывобезопасности шахт. Обнаружено немонотонное затухание взрывной волны в пылевом облаке, что свидетельствует о новых механизмах взаимодействия зоны реакции с пылевым облаком.

20

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Зельдович Я.Б., Компанеец А.С. Теория детонации / /Москва, Гостехиздат, 1955

2. К.И.Щелкин, Я.К.Трошин. Газодинамика горения//М., из-во АН СССР, 1963

3. Войцеховский Б.В., Митрофанов В.В., Топчиян М.Е. Структура фронта детонации в газах// Новосибирск, из-во СО АН СССР. 1963.

4. Физика взрыва//под ред. Л.П.Орленко. М., Физматлит, 2002.

5. Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах//М., Мир, 1984.

6. Vasil'ev A.A. The limits of stationary propagation of gaseous detonation//in «Dynamic structure of detonation in gaseous and dispersed media» ed. by A.A.Borisov: v.5 of «Fluid Mechanics and its applications». Kluwer Academic Publishers. -Dordrecht-Boston-London. -1991. -p.27-49.

7. Vasil'ev A.A. Quasi-stationary regimes of wave propagation in active mixtures// Shock Waves, 2008, 18,4. p.245-253

8. Пожаро-взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения// Справочник в 2-х томах (под ред. А.Н.Баратова и А.Я.Корольченко). М., Химия, 1990.

9. Андреев К.К., Беляев А.Ф. Теория взрывчатых веществ//М., Гостехиздат. -1960.

10. Стрижевский И.И., Заказнов В.Ф. Промышленные огнепреградители//М., Химия. -1974.

11. Нетлетон М. Детонация в газах//М., Мир. -1989.

12. Химическая энциклопедия (в 5 томах)//под ред. И.Л.Кнунянца. М., «Советская энциклопедия». -1988.

13. Щетинков Е.С. Физика горения газов//М., Наука. 1965.

14. Вредные химические вещества. Углеводороды. Галогенпроизводные углеводо-родов// Справочник под ред. В.А.Филова. Ленинград, Химия, 1990.

15. Hertzberg M. The flammability limits of gases, vapors and dusts: theory and experiment//in «Fuel-Air Explosions» ed. by Lee and Guirao. University of Waterloo press. 1982. p.3-48.

16. Hertzberg M., Cashdollar K.L., Zlochower I.A. Flammability limit measurements for dusts and gases: ignition energy requirements and pressure dependences//21-th Symp. (International) on Combustion, 1986, p.303-313.

17. Michels H.J., Munday G., Ubbelohde A.R. Detonation limits in mixtures of oxygen and homologous hydrocarbons//Proc. Roy. Soc. A:1539. Math. and Phys. Sci. -1970. 319,10. p.461-477.

18. Когарко С.М. Детонация метано-воздушных смесей и пределы детонации углеводородно-воз-душных смесей в трубе большого диаметра//ЖТФ, 1958. 38,9. с.2072-2083.

19. Vasil'ev A.A. Cell size as the main geometric parameter of multifront detonation wave// Journal of Propulsion and Power, 2006, vol.22, n.6, pp. 1245-1260

20. Васильев А.А. Околокритические режимы газовой детонации//Дис. докт. физ.-мат. наук. Новосибирск. 1995.

COMPLETE SUPPRESSION OF DETONATION AND COMBUSTION OF METHANE MIXTURES OF DUST VEIL

Vasiliev A.A., Pinaev A.V., Trutsjuk A.V., Fomin P.A., Trubitsyn A.A., Trubitsyna D.A.

The paper analyzes the theory of combustion and detonation waves, and the results of theoretical and experimental studies on the development of a two-stage model of the kinetics of detonation combustion of methane in a methane - air - coal dust. The requirements for fire extinguishing systems explosion pylemetanovozdushnoy mixture.

Key words: BURNING, DETONATION WAVE, SHOCK WAVE FRONT OF A CHEMICAL REACTION, IGNITION ENERGY, FLASH POINT, IGNITION TEMPERATURE.

Васильев Анатолий Александрович gasdet@hydro.nsc.ru

Пинаев Александр Владимирович avpin@ngs.ru

Троцюк Анатолий Владиславович trotsyuk@hydro.nsc.ru

Фомин Павел Аркадьевич pavel_fomin_new@mail.ru

Трубицын Анатолий Александрович atrubitsyn@rambler.ru

Трубицына Дарья Анатольевна dtrubitsyna@gmail.com