НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Влияние дисперсных капель воды на ускорение пламени и~переход~к~детонации

СПИСОК АВТОРОВ:
Яковенко И.С., Котельников А.Л., Киверин А.Д.

DOI:
https://doi.org/10.33849/2022209

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
3 декабря 2022 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
8

ГОД:
2022

СТРАНИЦЫ:
48-52

РУБРИКА:
Горение и детонация

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
нестационарное горение; ускорение пламени и переход к детонации; численное моделирование; горение дисперсных сред; микрокапли воды

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
544.452

АННОТАЦИЯ:
В работе представлены результаты численного анализа задачи об ускорении пламени и переходе к детонации в газовых смесях и газовзвесях, содержащих дисперсные микрокапли воды. Рассмотрены механизмы воздействия микрокапель на динамику развития процесса ускорения пламени в смесях на основе водорода. Показано, что топология фронта пламени, формируемая в ходе его ускорения в каналах, определяет особенности влияния капель на эволюцию волны горения. Так, ввиду особенностей структуры поверхности ускоряющегося в канале пламени, траектории взвешенных в газовой смеси микрокапель воды проходят тангенциально поверхности фронта, тем самым значительно увеличивается время их пребывания в зоне реакции и усиливаются ингибирующие эффекты. Кроме того, в условиях горения в канале, генерация возмущений на фронте пламени при взаимодействии с каплями ведет к уменьшению площади его поверхности и соответствующему торможению.

TITLE:
The effect of microdroplets of water on the flame acceleration and deflagration-to-detonation transition processes

AUTHORS:
Yakovenko I.S., Kotelnikov A.L., Kiverin A.D.

KEYWORDS:
nonstationary combustion; flame acceleration and dflagration-to-detonation transition; numerical modeling; combustion of the dispersed medium; microdroplets of water

ABSTRACT:
The paper presents the results of a numerical analysis of the flame acceleration and transition to detonation in gas mixtures and gas suspensions containing dispersed microdroplets of water. The mechanisms of microdroplets effect on the development of the process of flame acceleration in mixtures based on hydrogen are considered. It is shown that the topology of the flame front, formed during its acceleration in channels, determines the features of the droplets effect on the evolution of the combustion wave. Thus, due to the peculiarities of the accelerating flame surface in the channel, the trajectories of water microdroplets suspended in the gas mixture pass tangentially to the front surface, thereby their residence time in the reaction zone increases significantly and so their inhibitory effects are enhanced. In addition, under the conditions of combustion in the channel, the generation of perturbations at the flame front when interacting with droplets leads to a decrease in its surface area and the corresponding deceleration.