Огонь

[ukku]

День добрый. Проясните пожалуйста один вопрос: как можно описать поведение огня? К примеру у нас есть горящая свеча, как можно математически описать (каких законов или что использовать) какую форму примет пламя?

[DimaM]

Уравнения гидродинамики (течение газа) плюс хим. кинетики (химические реакции) плюс перенос тепла и конвекция-диффузия.

[longstreet]

Интересный вопрос.
Слышал, что есть модели распространения огня по бумаге.
И будто бы это связано с теорией перколяций (ну или близко к ней).

Если нагуглите, дайте знать.

[DimaM]

longstreet в сообщении #803235 писал(а):

Слышал, что есть модели распространения огня по бумаге.
И будто бы это связано с теорией перколяций (ну или близко к ней).

Это по бумаге с дырками, поди?
На пламя свечи похоже почти никак.

[ukku]

DimaM в сообщении #803234 писал(а):

Уравнения гидродинамики (течение газа) плюс хим. кинетики (химические реакции) плюс перенос тепла и конвекция-диффузия.

То есть какого-то четкого аналитического решения нет? Или может есть какое-нибудь классическое численное?

longstreet в сообщении #803235 писал(а):

Если нагуглите, дайте знать.

Да когда начинал гуглить, думал будет много статей у игроделов, как рассчитывают огонь. А не то что статей, даже мелких упоминаний нет.

[DimaM]

ukku в сообщении #803237 писал(а):

То есть какого-то четкого аналитического решения нет?

Для свечи нет, больно сложная задача.

[Munin]

DimaM в сообщении #803236 писал(а):

Это по бумаге с дырками, поди?

Нет, почему, и обычная бумага сгодится. Достаточно, чтобы фронт пламени был неустойчив к развитию флуктуаций.

DimaM в сообщении #803238 писал(а):

Для свечи нет, больно сложная задача.

Для свечи-то как раз можно ламинарное решение поковырять. Где-то в "В мире науки" в 80-е была статейка про ламинарные пламёна.

[DimaM]

Munin в сообщении #803246 писал(а):

Для свечи-то как раз можно ламинарное решение поковырять. Где-то в "В мире науки" в 80-е была статейка про ламинарные пламёна.

Так все равно система гидродинамика + конвекция-диффузия + кинетика (плюс испарение горючего с фитиля). Статейка, поди, была про распространение пламени по предварительно перемешанной смеси газов.

[Munin]

Нет, там была струя одного газа в другом. Но ламинарная, и это, видимо, сильно упрощало всю гидродинамику. Ещё, кажется, течение было плоским (форсунка узкая и длинная, и струя вокруг неё тоже специально приготовленная).

[longstreet]

DimaM в сообщении #803236 писал(а):

longstreet в сообщении #803235 писал(а):

Слышал, что есть модели распространения огня по бумаге.
И будто бы это связано с теорией перколяций (ну или близко к ней).

Это по бумаге с дырками, поди?

Нет, как ни странно.
Сейчас вспомнил, что слышал я об этом на популярной лекции Смирнова в Политехе.
Видеозапись есть в сети. Если кому-нибудь будет интересно, сможет прослушать её всю и услышать более конкретно. Я-то конкретики не помню. Впрочем, о распространении огня было сказано только вскользь; но тем не менее.

[druggist]

longstreet в сообщении #803949 писал(а):

Нет, как ни странно.

Вроде бы из общих соображений тоже не странно. Предположим, что бумага состоит из "смеси" горючих и негорючих участочков, при определенной концентрации будет перколяция. Очевидно, проблема актуальна для технологии создания самозатушивающихся сигарет, основная причина пожаров - курение в постели в нетрезвом виде.

[Zai]

Цитата:

какую форму примет пламя?

Форму он примет как раз как у пламени свечи. Это же не форма пламени из форсунки в камере сгорания современного газотурбинного двигателя. Свеча проста. Особо конвекция не так существенна - она растягивает высоту пламени. В невесомости свеча гореть не будет, но это скорее из-за испарения парафина. Если ее заменить струей горючего, например метана, то существенного различия в невесомости и не невесомости не ожидается. Газовая сварка в невесомости вполне осуществима. Скорость распространения пламени при нормальных условиях около 30 метров в секунду. На границе смешения горючего с воздухом, где достигается стехометрическая концентрация, в тонком слое происходит химическая реакция с ступенчатым изменением температуры и соответственно связанных с ней параметров потока. По характеру, течение при горении истекающего горючего незначительно отличается от истечения ламинарной струи, но соответствующе нагретой в подводящей трубке.

[Munin]

Zai в сообщении #804155 писал(а):

В невесомости свеча гореть не будет

Недавно был поставлен прямой опыт. В невесомости свеча горит, но иначе: пламя сферическое, и совсем другого цвета и мощности.

[Zai]

Цитата:

В невесомости свеча горит...

Я полагаю, что опыт провели Ваши по Вашему менталитету и духу Ваши коллеги.

[Munin]

Не знаю, о чём вы. Вопрос был давно интересен, с очевидным предсказанием (которое вы и озвучили), и вполне оправдан физически. Оказалось, что да, конвекция отсутствует, но горение может продолжаться и на диффузии.