ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ВОДОРОДНО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ С ПОМОЩЬЮ ТЕРМОКОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ
Автор: Наталия Константиновна Денцель
Соавторы: Володин В.В., Голуб В.В., Бочарников В.М., Ельянов А.Е
Организация: Объединенный институт высоких температур, РАН, Москва
В лабораторных исследованиях газодинамики горения применяется предварительно приготовленная смесь. В случае, когда смесь создаётся при инжекции горючего газа в воздух. Для создания однородной смеси баллон оставляют на 24 часа [1,2].
Целью настоящей работы является определение времени перемешивания при приготовлении водородно-воздушной смеси, при инжекции водорода в воздух или воздуха в водород. Для определения времени перемешивания необходимо измерить скорость потоков газа и изменение объемной концентрации водорода в смеси. Регистрация этих параметров производилось с помощью сборки, состоящий из двух термокондуктометрических датчиков. На рис. 1 представлен график скорости потоков газа и объёмной концентрации водорода в смеси в зависимости от времени в процессе наполнения ёмкости объёмом 40 л до абсолютного давления 4 атм при конечной концентрации водорода 20 об.%. В ёмкость, заполненную неподвижным водородом, инжектировался воздух с расходом 5 л/мин.
Показано, что в этом эксперименте потоки газа останавливаются примерно через 15 минут после окончания инжекции водорода. Через то же время устанавливается концентрация, соответствующая парциальным давлениям водорода и воздуха. В работе построены эмпирические зависимости скорости потоков и концентраций водорода от времени при разных конечных составах смеси, скоростях инжекции и давлениях.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, грант №. 23-29-00267.
1. A.E. Elyanov, A.I. Gavrikov, V.V. Golub, A. Yu. Mikushkin, V.V. Volodin. Propagation dynamics uncertainty analysis of a premixed laminar unstable hydrogen-air flame// Process Safety and Environmental Protection. 2022. V.164. pp. 50-56.
2. N. Dentsel, V. Golub, A. Elyanov, V. Volodin Experimental investigation of cell generation in an expanding spherical hydrogen-air flame front// International Journal of Hydrogen Energy. 2023. V.48. pp. 29461-29470.
