CONCENTRATION LIMIT OF FLAME IN THE METHANE-AIR MIXTURE WITH A HYDROCARBON ADDITIONS
Keywords:
methane-air mixture,, hydrocarbon additives,, pre-concentration cases usually A. Le ChatelierAbstract
The data of experimental study of the conditions of burning methanesme this with hydrogen additives, acetylene and butane in modes close to critical on concentrations of combustible components of the mixture. Experimental studies ignition and burning were wire-spherical combustion chamber in stainless steel, having an inner diameter of 286 mm. All experiments were performed at the initial atmospheric pressure, room temperature and normal-humidity tion. In the experiments, we used high-purity methane (99.93%), containing conductive-no more than 0.07% nitrogen impurities. Combustion was initiated in the center of the sphere explosion wire Nichrome when the capacitor bank discharge. discharge is controlled by ignitrons arrester. battery power if necessary can vary from 0.1 to 100 J. The main measured parameter is the pressure that is logged in the process of distribution of a flame in the combustion chamber spherical. During each test, controlled by the following parameters:: the value of the energy stored in the capacitor bank, the discharge of which initiated the combustion of the mixture; the shape and duration of the current pulse, causing an explosion Nichrome wire for recording a signal with the Rogowski coil; the pressure in the cooled to the Constitutional Court after the completion of combustion products. The study identified lower flammability limits for binary-fuels, methane, hydrogen, methane, acetylene, and three-component-of fuel, methane, acetylene, butane. when changing the concentrations of the components in the range: 0 <[CH4]% <5.0; 0 <[H2]% <4.0; 0 <[C2H2]% <2.2; 0 <[C4H10]% <1.1. Resulting in the value of the lower flammability limit in the test formulations were different from the values predicted by the rule of A. Le Chatelier, in the range of 16%. The results can be used for assessment of conditions explosion when working with combustible mixtures of these, and for verification and optimization process computational models original propagation explosive detonation waves and waves in multicomponent industrial and mine dust and gas mixtures.
References
(1). Николин В.И., Лысиков Б.А., Ярембаш И.Ф. Газоносность пород больших глубин. – "Донбасс". Донецк. – 1969. – 145 с.
(2). Coward H.F., Jones G.W. Limits of flammability of gases and vapors. - Bulletin 503. Bureau of Mines. USA. Washington. – 1952. – 83 с.
(3). Zabetakis M.G. Flammability characteristics of combustible gases and vapors. – Bulletin 627. Bureau of Mines. USA. Washington. 1965. – 85 с.
(4). Бурчаков А.С, Мустель П.И., Ушаков К.З. Рудничная аэрология. М.: «Недра». – 1971. – 205 с.
(5). Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР. Том 1. Угольные бассейны и месторождения европейской части СССР. М.: «Недра». – 1979. – 628 с.
(6). Розловский А.И. Научные основы техники взрывобезопасности при работе с горючими газами и парами. Москва. Химия. – 1972. – 365 с.
(7). У. Бейкер, П. Кокс, П. Уэстайн, Дж. Кулеш, Р. Стрелоу. Взрывные явления. Оценка и последствия. Книга 1. Перевод с английского. Под ред. Я.Б. Зельдовича, Б.Е. Гельфанда. – Москва, Мир. – 1986. – 208 с.
(8). Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах. Москва, Мир, – 1968. – 592 с.
(9). Гельфанд Б.Е., Сильников М.В. Газовые взрывы. СПб. Изд-во Астерион. – 2007. – 240 с.
(10). Краткий справочник химика, составитель Перельман В.И., Москва, Государственное научно-техническое издательство химической литературы. – 1963. – 230 с.
(11). Le Chatelier H., Boudouard O. Sur les limites d'inflammabilite des melanges gazeux // Bulletin de la Societe chimique de France. Paris. – 1898. – (19). – P. 483-488.
(12). Le Chatelier H., Boudouard O. Sur les limites d'inflammabilite de l'oxyde de carbone // Comptes Rendus. Paris. – 1898. – (126). - P. 1344-1347.
(13). Coward H.F., Carpenter C.W., Payman W. I. The Dilution Limits of Inflammability of Gaseous Mixtures. Part III. The Lower Limits of some Mixed Inflammable Gases with Air. Part IY. The Upper Limits of some Gases, Singly and Mixed, in Air // Journ. Chem. Soc. – 1919. – (115). – P. 27-36.
(14). Клебанов Ф.С., Лагутин В.И., Шаталов В.С. Определение взрывчатости горючих газов в аварийных пожарных зонах угольных шахт // Горный вестник. Кемерово. – 1994. – №2. – С. 37-41.
(15). Стефанюк Б.М., Сенкус В.В., Лукин К.Д. Коэффициент взрывобезопасности угольной шахты // Горный информационно- аналитический бюллетень. М.: МГГУ. – 2008. – № 10. – С. 23 – 27.
(16). White A.G. YIII. Limits for Propagation of Flame in Inflammable Gas-Air Mixtures. Part II. Mixtures of More than One Gas and Air // Journ. Chem. Soc. – 1925. – (127). – P. 48-61.
(17). Гельфанд Б.Е., Сильников М.В., Медведев, С.П., Хомик С.В. Термогазодинамика горения и взрыва водорода. – СПб.: Изд-во Политехнического университета. – 2009. – 584 с.
(18). Иванов Б.А. Физика взрыва ацетилена. – М.: Химия, 1969. – 207 с.
(19). В. А. Левин, Смехов, А. Н. Хмелевский. Моделирование равновесного сгорания керосина смесью газообразных углеводородов // Физика горения и взрыва. – 2007. – №4 (43). – С. 3-7.
(20). В. А. Левин, Н. Е. Афонина, В. Г. Громов, Г. Д. Смехов, А. Н. Хмелевский, В. В. Марков. Газодинамика и тяга выходного устройства реактивного двигателя с кольцевым соплом // Физика горения и взрыва. – 2012. – №4 (48). – С. 38-50.
(21). Левин В.А., Афонина Н.Е., Громов В.Г., Смехов Г.Д., Хмелевский А.Н., Марков В.В. Исследование кольцевого сопла на продуктах сгорания углеводородных топлив // Теплофизика и аэромеханика. – 2013. – № 3 (20). – С. 269-273.