МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ВПЛИВУ РОЗМІРУ ЧАСТИНОК НА ДИНАМІКУ ТЕПЛОМАСООБМІНУ ТА ГОРІННЯ ВУГЛЕЦЕВОГО ГАЗОЗАВИСУ

Автор(и)

  • Г. В. Коренкова Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра комп’ютерних систем та технологій, Україна https://orcid.org/0000-0001-7207-3688
  • С. Г. Орловська Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра фізики та астрономії, Україна https://orcid.org/0000-0003-1203-6978
  • Д. В. Зуй Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, ВСП «Фаховий коледж ОНУ імені І. І. Мечникова», Україна

DOI:

https://doi.org/10.18524/2519-206X.2025.1(45).352811

Ключові слова:

математичне моделювання, газозавис, вуглецеві частинки, тепломасообмін, кінетика горіння, теплові біфуркації, дисперсні реакційні системи

Анотація

У статті виконано математичне дослідження тепломасообміну та динаміки горіння монодисперсного газозавису поруватих вуглецевих частинок з урахуванням взаємодії хімічних, теплових і дифузійних процесів. Побудовано узгоджену нелінійну модель, що включає рівняння теплового та масового балансу частинок, еволюцію їх геометричних параметрів, а також енергетичний і дифузійний баланси газової фази. Особливу увагу приділено аналізу впливу початкового діаметра частинок на характер режимних переходів: індукційного періоду, займання, стаціонарного горіння та затухання. Чисельна реалізація моделі здійснена методом Рунге—Кутта четвертого порядку. Отримано часові залежності температури, густини, діаметра та швидкості тепломасообмінних процесів, що дозволило ідентифікувати критичні параметри системи. Виявлено колективні ефекти газозавису, які призводять до зміни температурних профілів і згладжування теплових біфуркацій, характерних для поодиноких частинок. Результати мають значення для подальшого розвитку математичних моделей дисперсних реактивних середовищ і оптимізації теплотехнічних процесів.

Посилання

Liberman, M. A., Ivanov, M. F. and Kiverin, A. D. (2015) ‘Effects of thermal radiation heat transfer on flame acceleration and transition to detonation in particle-cloud flames’, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 38, pp. 176–186.

Shevchuk, V. H., Kalinchak, V. V., Chernenko, O. S. and Orlovska, S. H. (2020) Prykladna teplofizyka i hazodynamika horinnia dyspersnykh system [Applied thermophysics and gas dynamics of disperse system combustion]. Odesa: Odeskyi natsionalnyi universytet imeni I. I. Mechnykova, 228 p. [in Ukrainian].

Orlovskaya, S. G., Zui, O. M., Chernyak, V. Ya. (2018) ‘Features of ignition and combustion of a two-component gas suspension of coal particles’, Problems of Atomic Science and Technology, (6(118)), pp. 245–248.

Konovalov, Yu. I., Kutyrlo, I. V. and Ryzhkov, I. M. (2009) Chyselni metody [Numerical methods]. Kyiv: Vyshcha shkola, 415 p. [in Ukrainian].

Yelagin, H. I., Tyshchenko, Ye. O., Alieksieiev, A. H., Nuyanzin V. M. and Mayboroda A. O. (2020) Prypynennia horinnia [Termination of combustion]. Cherkasy, 430 p.

Tkachenko, S. Y., Stepanov D. V., Bodnar L. A. (2016) Kotelni ustanovky [Boiler plants]. Vinnytsia: VNTU, 185 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-11-28

Як цитувати

Коренкова, Г. В., Орловська, С. Г., & Зуй, Д. В. (2025). МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ВПЛИВУ РОЗМІРУ ЧАСТИНОК НА ДИНАМІКУ ТЕПЛОМАСООБМІНУ ТА ГОРІННЯ ВУГЛЕЦЕВОГО ГАЗОЗАВИСУ. Дослідження в математиці і механіці, 30(1(45), 20–33. https://doi.org/10.18524/2519-206X.2025.1(45).352811

Номер

Том 30 № 1(45) (2025)

Розділ

Математика

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).