Численный анализ детонационных процессов в неоднородных водородно-воздушных смесях при введении инертного газа

Автор: Елена Викторовна Михальченко

Организация: НИЦ «Курчатовский институт»-НИИСИ

В работе проведено сопоставление того, как добавка инертного газа влияет на характер развития горения и на энергетические параметры протекающего процесса. Для численного моделирования химически реагирующей среды использовались два различных кинетических механизма. Первый из них включает 58 химических компонентов и 404 элементарные реакции. Второй рассматриваемый кинетический механизм также широко применяется в задачах численного моделирования горения реагирующих сред и содержит 53 компонента и 325 реакций. Выбор именно этих двух механизмов обусловлен необходимостью оценить чувствительность результатов моделирования к детальности описания химической кинетики, особенно в условиях, когда в смесь вводится инертная добавка, существенно изменяющая тепловой режим и состав продуктов. Особый интерес в данной работе представляет рассмотрение стратифицированной (расслоённой) среды, в которой инертный разбавитель распределён неравномерно. В реальных аварийных ситуациях (например, при утечке водорода в замкнутом помещении) часто возникает именно стратифицированная структура: слой чистой горючей смеси соседствует со слоем, обогащённым разбавителем, либо наблюдается градиент концентрации инертного газа. Такое расслоение может приводить к нестационарным режимам распространения детонации, её затуханию или, напротив, к ускорению при переходе через границу раздела сред.