Особенности взаимодействия фронта пламени разбавленных смесей метан–кислород с полыми цилиндрическими и коническими препятствиями при низких давлениях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Фронт пламени хорошо перемешанной разбавленной смеси метан–кислород при 298 К и 100–300 Торр, распространяющийся мимо полых цилиндрических и конических препятствий, ориентированных вдоль оси реактора, не образует за ними дорожки фон Кармана; однако при тех же условиях после препятствия в потоке горячих продуктов возникает вихревая неустойчивость. Причина того, что вихри не наблюдаются за препятствием при распространении пламени, но появляются в процессе распространения отраженного потока горячих продуктов, заключается в том, что перенос тепла уменьшает кривизну пламени и приводит к его стабилизации. Действительно, выпуклые участки зоны химической реакции в горючей смеси по отношению к холодным отдают больше тепла, чем в плоском пламени: тепло от них передается не только вперед в направлении распространения пламени, но и в боковых направлениях. Возникающее в результате охлаждение зоны реакции приводит к отставанию областей пламени, которые вырвались вперед. Противоположная ситуация наблюдается в вогнутых областях, где температура повышается по тем же причинам. Скорость реакций увеличивается, и они распространяются быстрее по мере распространения пламени. Таким образом, поверхность изогнутого фронта пламени выравнивается. Другими словами, теплопроводность оказывает стабилизирующее действие на искривленное пламя. Этот эффект отсутствует в нереагирующем газе. Численные оценки на основе акустического приближения уравнений Навье–Стокса для сжимаемой реагирующей среды позволили учесть основную наблюдаемую особенность набегания фронта пламени на препятствие в форме цилиндра: при распространении пламени за препятствием не наблюдается дорожки фон Кармана. Таким образом, качественная модель позволяет получить как режим возникновения неустойчивости фон Кармана в химически инертном газе, так и её отсутствие при распространении пламени.

Об авторах

К. Я. Трошин

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: troshin@center.chph.ras.ru
Россия, Москва

Н. М. Рубцов

Институт структурной макрокинетики и материаловедения Российской академии наук

Email: troshin@center.chph.ras.ru
Россия, Москва

В. И. Черныш

Институт структурной макрокинетики и материаловедения Российской академии наук

Email: troshin@center.chph.ras.ru
Россия, Москва

Г. И. Цветков

Институт структурной макрокинетики и материаловедения Российской академии наук

Email: troshin@center.chph.ras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Lovett J.A., Brogan T.P., Philippona D.S., Keil B.V., Thompson T.V. // Proc. 40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conf. and Exhibit. AIAA 2004-4192. Fort Lauderdale, Florida, 2004.
  2. Ebrahimi H.B. // Proc. 42nd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conf. and Exhibit, AIAA 2006-4916. Sacramento, California, 2006.
  3. Ballal D.R. // Proc. 40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conf. and Exhibit, AIAA 2004-3546. Fort Lauderdale, Florida, 2004.
  4. Magnussen B.F. // Proc. ECCOMAS Thematic Conf. on Comput. Combust. Lisbon, 2005.
  5. Goldin G.M. // Proc. 43rd AIAA Aerospace Sci. Meet. and Exhibit. AIAA 2005-555. Reno, Nevada, 2005.
  6. Gokulakrishnan P., Bikkani R., Klassen M.S., Roby R.J. // Proc. 47th AIAA Aerospace Sci. Meet. Including. The New Horizons Forum and Aerospace Exposition. Orlando, Florida, 2009.
  7. Cross C.N. PhD Thesis. Georgia Institute of Technology, 2011.
  8. Tovar J.M. Master of Science Thesis. Univ. of California, 2015.
  9. Hu J., Wang Z., Zhao W., Sun S., Sun C., Guo C. // J. Mar. Sci. Eng. 2020. V. 8. P. 195.
  10. Rubtsov N.M., Chernysh V.I., Tsvetkov G.I., Troshin K.Ya. // FirePhysChem. 2021. V. 1. P. 174.
  11. Рубцов Н.М., Калинин А.П., Цветков Г.И., Трошин К.Я., Родионов А.И. // Хим. физика. 2018. Т. 37. № 11. С. 42.
  12. Калинин А.П., Рубцов Н.М., Виноградов А.Н., Егоров В.В., Матвеева Н.А., Родионов А.И., Сазонов А.Ю., Трошин К.Я., Цветков Г.И., Черныш В.И. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 5. С. 23.
  13. Родионов А.И., Рубцов Н.М., Виноградов А.Н., Калинин А.П., Родионов И.Д., Трошин К.Я., Цветков Г.И., Черныш В.И., Сеплярский Б.С. // Хим.физика. 2021. Т. 40. № 8. С. 82.
  14. Трошин К.Я., Рубцов Н.М., Цветков Г.И., Черныш В.И. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 1. С. 25.
  15. Alasard T. // Arch. Rational Mech. Anal. 2006. V. 180. P. 1.
  16. Akkerman V., Bychkov V., Petchenko A., Eriksson L.-E. // Combust. and Flame. 2006. V. 145. P. 206.
  17. Backstrom G. Simple Fields of Physics by Finite Element Analysis. GB Publishing, 2005.
  18. Lewis B., Von Elbe G. Combustion, flames and explosions of gases. Acad. Press Inc., 1987.
  19. Таблицы физических величин / Под ред. Кикоина И.К. М.: Атомиздат, 1976 .
  20. Lighthill M.J. // Proc. Roy. Soc. Lond. A. 1954. V. 222. P. 1.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».