ГОСТ Р 12.3.047—2012
Н.4.8 Влияние препятствий и турбулизаторов
Вопрос о влиянии различных препятствий, расположенных на пути распространения пламени, и турбу
лентности в смеси перед фронтом пламени является одним из определяюших в выборе фактора турбулентности.
Наиболее правильным методом определения фактора турбулентности при наличии внутри аппарата сложных
препятствий и турбулизованной смеси может считаться метод, основанный на сравнении расчетной и экспери
ментальной динамики роста давления (зависимость давление — время).
Имеющиеся данные указывают, что ускорение пламени на специальных препятствиях достигает у •= 15 и
более уже в сосудах объемом около 10 м3.
Для углеводородовоздушных смесей турбулентное распространение пламени с автономной генерацией
турбулентности внутри зоны горения характеризуется максимальным фактором турбулентности, около у = 4.
При искусственно создаваемой изотропной турбулентности максимальное значение фактора турбулентно
сти при точечном зажигании не превышает 4— 6. Дальнейшее увеличение степени изотропной турбулентности
приводит к гашению пламени.
Для сосудов со встроенными и подвижными элементами, влияние которых на значение фактора турбулен
тности не может быть в настоящее время оценено, например, с использованием литературных данных или экс
пертным методом, выбор фактора турбулентности должен ограничиваться снизу значением у = 8.
Н.4.9 Коэффициент расхода д
Коэффициент расхода д являегся эмпирическим коэффициентом, учитывающим влияние реальных усло
вий истечения на расход газа, определенный по известным теоретическим модельным соотношениям.
Для предохранительных мембран и разгерметизирующих устройств с непосредственным сбросом продук
тов сгорания в атмосферу, как правило, д = 0.61. При наличии сбросных трубопроводов д от 0.4 до 1 (включая
случай с подачей хладагента в трубопровод непосредственно за мембраной).
Значение коэффициента расхода возрастает в указанном диапазоне с увеличением скорости истечения и
температуры истекающего газа с ростом фактора турбулентности.
Произведение коэффициента расхода на площадь разгерметизации дЯ представляет собой эффективную
площадь разгерметизации.
Н.4.10 Аналог принципа Ле Шателье-Брауна
Согласно критериальному соотношению (Н.1) относительное избыточное давление
Теоретические и экспериментальные исследования процесса сгорания газа в негерметичном сосуде по
зволили установить аналог принципа Ле Шателье-Брауна: газодинамика горения газа в негерметичном сосуде
реагирует на внешнее изменение условий протекания процесса в том направлении, при котором эффект внешне го
воздействия ослабляется. Так. увеличение с целью снижения давления площади разгерметизации F в десять раз в
сосуде объемом порядка 10 м3 сопровождается увеличением фактора турбулизаиии в два раза. Физичес кое
объяснение наблюдаемого явления достаточно простое: с увеличением площади разгерметизации возраста ет
возмущающее воздействие на фронте пламени.
Избыточное давление коррелирует согласно критериальному соотношению П.5 с отношением (у /д)2, а не
просто у. Как показали исследования, уменьшение размера ячейки турбулизирующей решетки, приводящей к
возрастанию фактора турбулизации в 1.75 раза (с 8 до 14). сопровождается существенно меньшим увеличением
отношения у /д — лишь в 1.11 раза. Сказанное необходимо учитывать при факторе турбулентности у г 5.
Н.5 Определение нормальной скорости распространения пламени и термодинамических параметров
Н.5.1 Нормальная скорость характеризует реакционную способность горючих газовых смесей при фрон
тальных режимах горения. Наиболее перспективным является экспериментально-расчетный метод оптимиза
ции, позволяющий определять нормальную скорость в бомбе постоянного объема в широком диапазоне темпе
ратур и давлений. Метод изложен в ГОСТ 12.1.044.
Входящая в критериальные соотношения Н.1 и Н.2 в составе комплекса подобия W (соотношение Н.З)
нормальная скорость распространения пламени SU/ при давлении и температуре, соответствующих началу раз
вития процесса горения, может быть определена экспериментально или взята из научно-технической литерату ры.
прошедшей оценку достоверности приведенных в ней данных. Если данные по нормальной скорости при
характерных для технологического процесса давления р и температуре Г отсутствуют, то в ограниченном диапазо не
экстраполяции можно воспользоваться для оценки формулой
(Н.5)
(Н.6)
где— известное значение нормальной скорости при давлении р„ и температуре Т0;
л и т — соответственно барический и температурный показатели.
46