РАСПРОСТРАНЕНИЕ И РАСПАД АКСИАЛЬНОГО ФРОНТА ВОДОРОДНО-ВОЗДУШНОГО ПЛАМЕНИ В ПЛОСКОЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ЩЕЛИ
Автор: Артём Евгеньевич Ельянов
Соавторы: Голуб В.В., Алехнович П.С.
Организация: ОИВТ РАН
Рис.1 (Слева) – Серия инфракрасных изображений распада фронта пламени на ячейки в 10 об% водородно-воздушной смеси в зазоре 3 мм в различные моменты времени; (Справа) – схематическое изображение распада фронта пламени на отдельные ячейки.
Распространение водородно-воздушного пламени в плоских зазорах играет ключевую роль в различных областях техники, включая микроэлектромеханические системы и разработку топливных ячеек
При горении водородно-воздушных смесей в плоском зазоре возникают постоянные потери тепла в стенки камеры сгорания. Сочетание ультра-бедных водородно-воздушных смесей и постоянные теплопотери приводят к режиму распространения пламени в виде разрозненных ячеек [1, 2].
В работе приведены экспериментальные исследования по горению водородно-воздушных смесей с объемной концентрацией водорода 7 и 10% в зазорах толщиной от 3 до 5 мм. Визуализация процесса с помощью инфракрасной камерой, регистрирующей длины волн от 1.5 до 5 мкм позволила получить изображения фронта пламени на начальном этапе и его последующий распад на отдельные ячейки (Рис.1).
Получены скорости распространения фронта пламени и ячеек пламени, проведен анализ и сравнение полученных скоростей со скоростью диффузии водорода. Показана форма фронта ячеек пламени. Распад дефлаграционного фронта является критическим случаем термодиффузионной неустойчивости, при котором происходит локальное затухание искривленного фронта пламени в вогнутостях. Предложен критерий распада фронта на отдельные ячейки.
1. Володин В.В., Голуб В.В., Ельянов А.Е. Исследование распространения водородно-воздушного пламени в плоском зазоре методом инфракрасной визуализации // ТВТ. 2024. В печати
2. Москалев П.В., Денисенко В.П., Кириллов И.А. Классификация и динамика ультрабедных водородо-воздушных пламен в горизонтальных цилиндрических ячейках Хеле–Шоу // ЖЭТФ. 2023. Т. 164 № 1. С. 117-28
