Численное исследование влияния выгорания на характеристики зажигания полимера при локальном нагреве

Выполнено численное исследование влияния выгорания на время задержки зажигания типичного термопластичного полимера (полиметилметакрилата) металлической частицей, нагретой до высокой температуры. Начальная температура источника энергии варьировалась в диапазоне 960$\div$1150 К. Выделено три режима зажигания полимера, характеризующиеся температурой источника тепла, временем задержки и положением зоны зажигания в окрестности горячей частицы. Установлено, что в условиях локального нагрева выгорание прогретой области приповерхностного слоя полимера несущественно (менее 5%) влияет на увеличение основной характеристики процесса – времени задержки зажигания. При этом в момент инициирования горения степень термического разложения полимера (глубина превращения вещества) не достигает даже 15% в сечении, соответствующем максимальному тепловому потоку от источника нагрева. Показано, что при учете зависимости теплофизических свойств полиметилметакрилата от температуры время задержки зажигания возрастает более существенно, чем при учете фактора выгорания. Длительность индукционного периода увеличивается на 15$\div$25% за счет повышения аккумулирующей способности полимера и интенсивности теплоотвода из прогретой области приповерхностного слоя в глубь вещества.