Механизмы воспламенения и режимы распространения волн горения

А.Д. Киверин; М.Ф. Иванов; М.А. Либерман

doi:10.18321/

Авторы

А.Д. Киверин Объединенный Институт Высоких Температур РАН, Ижорская ул., д. 13, строение 2, Москва, 125412, Россия
М.Ф. Иванов Объединенный Институт Высоких Температур РАН, Ижорская ул., д. 13, строение 2, Москва, 125412, Россия
М.А. Либерман Объединенный Институт Высоких Температур РАН, Ижорская ул., д. 13, строение 2, Москва, 125412, Россия

DOI:

https://doi.org/10.18321/

Ключевые слова:

воспламенение, волна, горение, энергия, температура, реакция

Аннотация

В работе решена задача о инициировании волн химической реакции в горючих газообразных средах с цепным механизмом воспламенения в условиях локального нестационарного вложения энергии. Установлено, что основным механизмом инициирования волн горения является формирование в области вложения энергии локальной пространственной неоднородности температуры и/или давления и рождение на этой неоднородности спонтанной волны воспламенения. В зависимости от соотношений характеристик источника энергии (размеров области вложения энергии, величины вкладываемой энергии, скорости вложения энергии) и характерных временных масштабов задачи (времени вложения энергии, времени воспламенения, характерных времен распространения акустической и тепловой волн) проведена классификация режимов горения, возникающих на стадии инициирования.

Библиографические ссылки

(1). Zel’dovich Ya.B. Regime classification of an exothermic reaction with nonuniform initial conditions // Combustion and Flame. – 1980. — Vol. 39. — P. 211–226.

(2). Зельдович Я.Б., Баренблат Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения. – М.: Наука, 1980. – Гл. 4, §4.

(3). Liberman M.A., Kiverin A.D., Ivanov M.F. Regimes of chemical reaction waves initiated by nonuniform initial conditions for detailed chemical reaction models // Physical Review E. – 2012. – Vol. 85. – 056312.

(4). Maas U., Warnatz J. Ignition processes in hydrogen–oxygen mixtures // Combustion and Flame. – 1988. – Vol. 74. – P. 53–69.

(5). Kassoy D.R., Kuehn J.A., Nabity M.W., Clarke J.F. Detonation initiation on the microsecond time scale: DDTs // Combustion Theory and Modelling. – 2008. – Vol. 12. – P. 1009–1047.

(6). Sloane T.M., Ronney P.D. A comparison of ignition phenomena modelled with detailed and simplified kinetics // Combustion Science and Technology. – 1993. – Vol. 88. – P. 1–13.

(7). Ivanov M.F., Kiverin A.D., Liberman M.A. Hydrogen–oxygen flame acceleration and transition to detonation in channels with no-slip walls for a detailed chemical reaction model // Physical Review E. – 2011. – Vol. 83. – 056313.

(8). Варнатц Ю., Маас У., Диббл Р. Горение. – М.: Физматлит, 2003. – 351 с.

(9). McBride B.J., Gordon S., Reno M.A. Coefficients for calculating thermodynamic and transport properties of individual species. – NASA Technical Memorandum 4513, 1993. – 89 p.

(10). Белоцерковский О.М., Давыдов Ю.М. Метод крупных частиц в газовой динамике. Вычислительный эксперимент. – М.: Наука, 1982. – 392 с.

(11). Liberman M.A., Ivanov M.F., Valiev D.M., Eriksson L.E. Hot spot formation by the propagating flame and the influence of EGR on knock occurrence in SI engines // Combustion Science and Technology. – 2006. – Vol. 178, No. 9. – P. 1613–1647.

(12). Голуб В.В., Иванов М.Ф., Баженова Т.В., Брагин М.В. Самовоспламенение горючего газа при импульсном истечении его в окислительную среду // Письма в журнал технической физики. – 2006. – Т. 32, вып. 6. – С. 77–82.

(13). Гальбурт В.А., Иванов М.Ф., Петухов В.А. Математическое моделирование различных режимов развития горения в конусе // Химическая физика. – 2007. – Т. 26, № 2. – С. 46–52.

(14). Lewis D., Elbe G. Combustion, Flames and Explosion of Gases. – 2nd ed. – Part 1. – New York: Academic Press, 1961.