Введение. Основным инструментом исследования газодинамики, тепломассообмена турбулентных струйных течений многокомпонентных газовых смесей является математическое моделирование, которое в отличие от физического эксперимента нередко экономически эффективнее и часто является единственно возможным методом исследований. В общем случае моделирование турбулентных струйных течений реагирующих газовых смесей основано на общепринятой системе связанных уравнений в частных производных, выражающих законы сохранения массы, импульса, энергии и вещества 1÷3
В работах [3÷6] приведены в основном результаты экспериментальных и теоретико-численных расчетов, посвященных исследованиям истечения воздуха, вытекающего из сопла прямоугольной формы.
В тоже время, проблема математического моделирования трехмерных струйных течений реагирующих газовых смесей до настоящего времени остается в механике одной из самых сложных. Сложность рассматриваемой проблемы связана с одной стороны с незавершенностью теории турбулентности, а с другой-специфическими особенностями турбулентных течений при наличии химических реакций.
В данной работе приводятся модифицированная модели для вычисления турбулентной эффективной вязкости, метод расчета и некоторые численные результаты исследования трехмерных турбулентных струй реагирующих газов, истекающих из сопла прямоугольной формы и распространяющихся в затопленном (спутном) потоке воздуха при диффузионном горении.
Численные результаты. Для проверки работоспособности и достоверности приведенного численного расчета, рассмотрим свободную воздушную струю, истекающую из сопла прямоугольной формы и экспериментально исследованную в работе [6].
Расчёты проводились переменным шагом по продольной координате и при этом на начальном участке шаг не превышал значения 0,02. Сравнение результатов с экспериментальными результатами [2] по распределению плотности потока в поперечных сечениях 
мм (эксперименты отмечены точками) и 
мм (--- -по оси 
) показывают, что удовлетворительно согласуются. Далее, рассмотрено горение смеси пропано-бутана в воздухе с исходными значениями, заимствованными из работ [6] соответственно как:
1. Зона окислителя: 2. Зона горючего:
атм; 
; 
; 
.
Здесь внутренние индексы показывают компоненты смеси (1-окислитель, 2-горючее, 3-продукт реакции, 4-инертный газ). Данный процесс при одних и тех же исходных данных струи и окислителя, был численно исследован в разных модификациях алгебраической модели (9) для вычисления эффективной вязкости.
Cравнения формы диффузионного факела при 
(форма 1); 
(форма 2); 
(форма 3); 
с учетом давления (форма 4). Из сравнения формы факелов вытекает, что с учетом переменности и постоянства давления, показывает, что длина факела в первом варианте выше, но на конфигурацию факела существенным образом не влияет. В этих вариантах длина факела 
находится в интервале (24,25). Необходимо отметить, что длина факела, полученная в рамках эквивалентной задачи теории теплопроводности, приблизительно составляет 
.
Из профилей кинематического коэффициента турбулентной вязкости, приведенных в разных сечениях струи по осям 
и 
видно, что максимальное его значение наблюдается во фронте пламени, где температура имеет максимум, и это в свою очередь, приводит к его возрастанию. В вариантах 
и 
, где существует ядро струи, значение кинематического коэффициента вязкости равно нулю, а с удалением от среза сопла максимальное значение ее перемещается к оси струи и изменение вдоль осей и постепенно сглаживается.
На развитие турбулентного факела, не только скорости, плотности, концентрации топлива и окислителя, существенную роль играет и их температура.
Возрастание температуры топлива от 700 К до 1200 К приводит к увеличению длины диффузионного факела от 
да 26,5, при температуре окислителя 300 К, и более нагретом окислителе (
К, 
К) безразмерная длина факела доходит до 27,5.
Литература:
- Э. Оран, Дж. Борис. Численное моделирование реагирующих потоков: Пер.с анг.-М.: Мир, 1990. -660 с.
- С. Ходжиев. Исследование трехмерных турбулентных струи реагирующего газов, истекающегося в спутном (затопленном) потоке в воздухе при диффузном горении// Узб. Журнал. Проблемы механики. Тошкент, Фан, № 2,1993, с. 28–33.
- В. А. Туркус. Структура воздушного приточного факела, выходящего из прямоугольного отверствия. Отопление и вентиляции. 1933. № 5 (in Russian).
- И. Б. Палатник, Д. Ж. Темирбаев. О распространении свободных турбулентных струй, вытекающих из насадки прямоугольной формы.// Проблемы теплоэнергетики и теплофизики. Изд.Каз ССр. Алма-Ата, 1964, вып. 1, с. 18–28.
- Дж. Дж. Мак-Гирк, В. Роди. Расчёт трёхмерных турбулентных свободный струй// Турбулентные сдвиговые течения. -М; Машиностроение, 1982. Т.1, С. 72–88.
- Шваб А. В. Связь между температурными и скоростными моделями газового факела// Сб. Исследование процессов горения натурального топлива под ред.Г. Ф. Кнорре, Госэнергоиздат, 1948.
