Введение
1. Элементы математической теории горения 20
1.1. Понятие теплового взрыва. Критические условия 20
1.2. Аналитические методы расчета критических условий и периода индукции теплового взрыва 24
2. Математические модели тепломассообмена при хранении реакционноспособных конденсированных веществ 27
2.1. Кинетические модели химических реакций 27
2.2. Модели процессов тепломассообмена при хранении твердых веществ 30
2.2.1. Геометрическая форма упаковок и образцов 30
2.2.2. Модель теплообмена 31
2.2.3. Граничные и начальные условия 32
2.3. Модели процессов при хранении жидкостей 33
2.3.1. Тепломассообмен в жидкости 35
2.3.2. Тепломассообмен в газовой подушке. Расчет давления 43
2.3.3. Теплообмен в стенках бака. Граничные и начальные условия 48
2.3.4. Теплофизические свойства 51
3. Вычислительный алгоритм 54
3.1. Полудискретная схема для уравнений переноса энергии, массы и импульса 56
3.2. Пространственная сетка 61
3.3. Аппроксимации пространственных производных 64
3.3.1. Уравнение переноса энергии и массы для отдельного компонента 64
3.3.2. Уравнение переноса импульса 71
3.4. Алгоритм решения дискретных уравнений 74
4. Тестирование разработанных вычислительных алгоритмов и проверка адекватности математических моделей 79
4.1 Тестирование алгоритма решения уравнений баланса энергии и массы для компонент при химических превращениях 80
4.2. Тестирование алгоритма расчета кондуктивного теплообмена 85
4.2.1. Расчет стационарного распределения температуры в многослойной стенке 86
4.2.2. Задача о нестационарном охлаждении цилиндра конечных размеров 88
4.3. Тестирование алгоритма расчета и проверка адекватности математической модели тепловой конвекции химически инертных жидкостей в замкнутых областях 89
4.3.1. Нестационарная тепловая конвекция в прямоугольной полости 89
4.3.2. Тепловая конвекция в вертикальной прямоугольной щели 92
4.3.3. Тепловая конвекция в заполненном жидкостью вертикальном цилиндре, подогреваемом сбоку. Граничные условия 2-го и 3-го рода .95
4.4. Расчет критических условий развития теплового взрыва в жидкостях в условиях развитой естественной конвекции 101
5. Численное исследование термической опасности при хранении и транспортировке реакционноспособных конденсированных сред 105
5.1. Численное исследование процессов, протекающих при нарушении "штатных" условий хранения жидкости 106
5.1.1. Развитие теплового взрыва при превышении безопасного уровня температуры внешней среды 110
5.1.2. Развитие теплового взрыва при попадании в зону пожара 117
5.2. Анализ стандартных методик оценки термической опасности при транспортировке реакционноспособных конденсированных сред 122
5.2.1. Понятие температуры самоускоряющегося разложения 122
5.2.2. Экспериментальные методики определения ТСУР 123
5.2.2.1. US тест 123
5.2.2.2. Дьюар-тест 125
5.2.2.3. Адиабатический и Изотермический тесты 127
5.2.3. Неэквивалентность экспериментальных тестов для определения ТСУР 128
5.2.4. Оценка влияния тепловой инерции стенки сосуда на результаты Дьюар-теста 131
5.2.5. Анализ процедуры масштабирования при определении температуры самоускоряющегося разложения методом Дьюар-теста.133
5.2.5.1. Применение Дьюар-теста для определения ТСУР жидкостей... 133
5.2.5.2. Применение Дьюар-теста для определения ТСУР твердых веществ 138
5.2.6. Определение ТСУР для грузов, уложенных в штабель 141
Заключение 145
Литература 148
