Combustion of near stoichiometric hydrogen-air mixtures stabilized near tubular porous burner
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc20(4)277-288Ключевые слова:
предварительно смешанное горение, ламинарное напряженное пламя, система горения водорода, термодиффузионная неустойчивость.Аннотация
В данной работе эффект стабилизации пламени в трубчатых горелках исследуется численно. Наблюдаются два основных режима горения – стабилизированное пламя у поверхности, называемое режимом присоединенного пламени, и отошедшее пламя. В случае режима присоединенного пламени деформация потока стабилизирует фронт пламени, существующий в очень широком диапазоне скоростей притока. В случае отрывного режима пламени на фронт пламени влияет совместное влияние деформации, искривления и расходящегося потока. В этом случае сообщается о трех дополнительных подрежимах. Стационарное деформационное пламя наблюдается при относительно низких давлениях и для обедненных смесей. Затем с увеличением скорости натекания стационарный фронт пламени становится неустойчивым и возникают колебания пламени в составе смеси, близком к стехиометрическому, при повышении давления. Эта потеря стабильности чрезвычайно чувствительна к атмосферному давлению, молекулярной диффузии и химической кинетике. Дальнейшее увеличение скорости притока снова стабилизирует пламя до тех пор, пока не будет достигнуто новое критическое напряжение и пламя не погаснет. Очерчен параметрический диапазон этих различных режимов и определены критические скорости притока.
Библиографические ссылки
(1) Dixon-Lewis G etc. (1991) Symposium (International) on Combustion 23:305-324. https://doi.org/10.1016/S0082-0784(06)80274-2
(2) Smooke M (1991) Dynamics of Deflagrations and Reactive Systems 131:125.
(3) Law CK (2010) Combustion physics, Cambridge university press, Cambridge, UK.
(4) Warnatz J, Maas U, Dibble RW, Warnatz J (2006) Combustion, Springer. ISBN-103-540-25992-9
(5) Ishizuka S (1989) Combust. Flame 75:367-379. https://doi.org/10.1016/0010-2180(89)90049-7
(6) Kobayashi H, Kitano M (1989) Combust. Flame 76:285-295. https://doi.org/10.1016/0010-2180(89)90111-9
(7) Ogawa Y, Saito N, Liao C (1998) Burner diameter and flammability limit measured by tubular flame burner, in: Symposium (International) on Combustion, 27:3221-3227. https://doi.org/10.1016/S0082-0784(98)80186-0
(8) Kichatov B, Kolobov A, Gubernov V, Bykov V, Maas U (2020) Combustion Theory and Modelling 24:650-665. https://doi.org/10.1080/13647830.2020.1734238
(9) Mosbacher DM, Wehrmeyer JA, Pitz RW, Sung C-J, Byrd JL (2002) Proceedings of the Combustion Institute 29:1479-1486. https://doi.org/10.1016/S1540-7489(02)80181-X
(10) Hu S, Wang P, Pitz RW (2009) Proceedings of the Combustion Institute 32:1133-1140. https://doi.org/10.1016/j.proci.2008.06.183
(11) Hu S, Pitz RW, Wang P (2009) Combust. Flame 156:90-98. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2008.09.004
(12) Wang P, Hu S, Pitz RW (2009) Proceedings of the Combustion Institute 32:1141-1147. https://doi.org/10.1016/j.proci.2008.07.012
(13) Fursenko R, Minaev S, Nakamura H, Tezuka T, Hasegawa S, Kobayashi T, Takase K, Katsuta M, Kikuchi M, Maruta K (2015) Combust. Flame 162:1712-1718. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2014.11.032
(14) Sivashinsky GI (1977) Combustion Science and Technology 15:137-145. https://doi.org/10.1080/00102207708946779
(15) Gubernov V, Kolobov A, Polezhaev A, Sidhu H, Mercer G (2010) Proc. Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 466:2747-2769. https://doi.org/10.1098/rspa.2009.0668
(16) Kurdyumov VN, Gubernov VV (2020) Combust. Flame 219 :349-358. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2020.06.014
(17) Nechipurenko S, Miroshnichenko T, Pestovskii N, Tskhai S, Kichatov B, Gubernov V, Bykov V, Maas U (2020) Combust. Flame 213:202-210. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2019.12.016
(18) Gubernov VV, Bykov V, Maas U (2017) Combust. Flame 185:44-52. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2017.07.001
(19) Korsakova AI, Gubernov VV, Kolobov AV, Bykov V, Maas U (2016) Combust. Flame 163:478-486. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2015.10.024
(20) Dixon-Lewis G, Giovangigli V, Kee RJ, Miller JA, Rogg B, Smooke MD, Stahl G, Warnatz J (1991) Dynamics of Deagrations and Reactive Systems: Heterogeneous Combustion, Progress in Astronautics and Aeronautics (AIAA) Washington, DC 131:125-144.
https://doi.org/10.2514/5.9781600866043.0125.0144
(21) Stahl G, Warnatz J (1991) Combust. Flame 85:285-299. https://doi.org/10.1016/0010-2180(91)90134-W
(22) Giovangigli V (1990) IM-PACT of Computing in Science and Engineering 2:73-97. https://doi.org/10.1016/0899-8248(90)90004-T
(23) Ern A, Giovangigli V (1994) Multicomponent transport algorithms, vol. 24, Springer, Berlin. https://doi.org/10.1007/978-3-540-48650-3
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
