РЕЖИМЫ ГОРЕНИЯ УЛЬТРА-БЕДНЫХ СМЕСЕЙ ВОДОРОД-ВОЗДУХ ИНИЦИИРОВАННЫЕ ПОДВОДОМ ТЕПЛА ОТ СТЕНКИ
Автор: Иван Сергеевич Яковенко
Организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН), Москва
Доклад посвящён режимам горения ультра-бедных водородно-воздушных смесей, инициированных локальным подводом тепла от нагретой стенки. В таких смесях процесс существенно отличается от обычной дефлаграции, из-за малой скорости реакции важную роль начинают играть плавучесть, диффузия водорода и форма источника зажигания. При контакте смеси с горячей поверхностью сначала формируется полусферический очаг пламени, который под действием силы Архимеда отрывается от стенки и поднимается вверх. В зависимости от концентрации водорода и размера горячей области реализуются три основных режима: одиночный очаг пламени, пульсирующий режим с последовательным образованием очагов и устойчивая колонна пламени, или реагирующий плюм. Для достаточно крупного горячего пятна колонна пламени может ускоряться в тепловом следе ведущего очага, где смесь предварительно нагрета и обогащена промежуточными активными компонентами, в частности H2O2. Уменьшение размера горячей области ослабляет колонну и может переводить процесс к режиму одиночного очага. Важную роль играет геометрия источника: осесимметричное горячее пятно даёт более интенсивное горение и ускорение колонны, а протяжённая нагретая полоса дает более широкие пределы реализации пульсирующего режима. Исследованные закономерности развития горения ультра-бедных смесей водород-воздух имеют высокое практическое значение для оценки пожарной опасности водородных утечек, поскольку даже медленное ультра-бедное пламя может переносить тепло под действием сил плавучести и инициировать горение в областях, содержащих более богатые составы.
