РАСПРОСТРАНЕНИЕ ТУРБУЛЕНТНОГО ФРОНТА ПЛАМЕНИ В ВОДОРОДО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЯХ

  • В. В. Володин Объединенный институт высоких температур Российской академии наук
Ключевые слова: Горение, Ускорение пламени, Водород, Турбулентность, Закон Колмогорова

Аннотация

Распространение фронта горения при дефлаграции водородо-воздушных смесей в цилиндрической оболочке экспериментально исследовано с помощью ионизационных датчиков и инфракрасной фотографии. Водородо-воздушные смеси различных концентраций в полиэтиленовой оболочке объемом 4,5 м3 поджигались взрывающейся проволочкой с энергией 5 Дж. Динамика ускорения фронта горения анализировалась по временным диаграммам положения фронта горения. Для трактовки экспериментальных результатов применена модель, основанная на законе Колмогорова.

Литература

1. Groethe M., Merilo E., Colton J., Chiba S., Sato Y., Iwabuchi H. Large-scale hydrogen deflagrations and detonations // Int J Hydrogen Energy. -2007. -№32. –С. 2125–2133.
2. Петухов В.А., Бублик Н.П., Гусев П.А., Гуткин Л.Д., Солнцев О.И. Влияние энергии инициирования на развитие горения водородно-воздушных смесей в больших сферических объемах // Теплофизика высоких температур. -2016. -№54(1). –С. 92-98.
3. Sato Y., Iwabuchi H., Groethe M., Merilo E., Chiba S. Experiments on hydrogen deflagration // J Power Sources. -2006. -№159. –С. 144–148.
4. Мольков В.В., Макаров Д.В., Жумбаев М.Р., Мансуров З.А. Численное моделирование крупномасштабных водородовоздушных взрывов в закрытом сосуде и открытой атмосфере // Горение и плазмохимия. - 2005. -№3(3). -С. 185-196. 5. Kim W.K., Mogi T., Dobashi R. Flame acceleration in unconfined hydrogen/air deflagrations using infrared photography // J Loss Prev Process Ind. -2013. -№26. –С. 1501–1505.
6. Гостинцев Ю.А., Истратов А.Г., Шуленин Ю.В. Автомодельный режим распространения свободного турбулентного пламени в перемешанных газовых смесях // Физика горения и взрыва. -1988. -№5. -С. 63-70.
7. Bradley D., Cresswell T.M., Puttock J.S. Flame acceleration due to flame-induced instabilities in large-scale explosions // Combust Flame. -2001. -№124(4). –C.551–559.
8. Гостинцев Ю.А., Шацких Ю.В., Шуленин Ю.В., Фортов В.Е. Эволюция свободных турбулентных сферических газовых пламен и обобщенные законы Колмогорова Обухова // Химическая физика. -2008. -том 27. -№6. -С. 27-32.
9. Breitung W., Dorofeev S., Kotchourko A., Redlinger R., Scholtyssek W., Bentaib A., L'Heriteau J.-P., Pailhories P., Eyink J., Movahed M., Petzold K.-G., Heitsch M., Alekseev V., Denkevits A., Kuznetsov M., Efimenko, A., Okun M.V., Huld T., Baraldi D. Integral large scale experiments on hydrogen combustion for severe accident code validation-HYCOM // Nucl Eng Des.-2005. -№235. –С.253–270.
10. Dorofeev S.B., Sidorov V.P., Dvoinishnikov A.E., Breitung W. Deflagration to detonation transition in large confined volume of lean hydrogen-air mixtures // Combust Flame. -1996. - №104. -С.95–110.
11. Akkerman V., Law C.K., Bychkov V. Self-similar accelerative propagation of expanding wrinkled flames and explosion triggering // Phys Rev E - Stat Nonlinear, Soft Matter Phys. -2011. - №83. –С. 1–6.
12. Karlin V., Sivashinsky G. Asymptotic modelling of self-acceleration of spherical flames // Proc Combust Inst. -2007. -№31. –С. 1023–30.
13. Kim W.K., Mogi T., Kuwana K., Dobashi R. Self-similar propagation of expanding spherical flames in large scale gas explosions // Proc Combust Inst. -2015. -№35. –С. 2051–2058.
14. Liberman M.A., Ivanov M.F., Peil O.E., Valiev D.M., Eriksson L.E. Selfacceleration and fractal structure of outward freely propagating flames // Phys Fluids. -2004. -№16. – С. 2476–2482.
15. Pan K.L., Fursenko R. Characteristics of cylindrical flame acceleration in outward expansion // Phys Fluids. -2008. -№20. -094107.
16. Wada Y., Kuwana K. A numerical method to predict flame fractal dimension during gas explosion // J Loss Prev Process Ind. -2013. - №26. –С. 392–395.
17. Wu F., Jomaas G., Law C.K. An experimental investigation on self-acceleration of cellular spherical flames // Proc Combust Inst. - 2013. -№34. –С. 937–945.
18. Гостинцев Ю.А., Фортов В.Е., Шацких Ю.В. Автомодельный закон распространения и фрактальная структура поверхности свободного расширяющегося турбулентного сферического пламени // Доклады Академии Наук.
-2004. –т.397. -№1. -С. 68-71.
19. Колмогоров А.Н. Рассеяние энергии при локально изотропной турбулентности. // Доклады АН СССР. -1941. -т.32. -С. 19-21.
Опубликован
2018-01-12
Раздел
Статьи