УСЛОВИЯ САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ ВОДОРОДНО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С ПОРИСТЫМ ЭКРАНОМ
Автор: Фёдор Сергеевич Кулешов
Соавторы: Головастов С.В., Бивол Г.Ю.
Организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединённый институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)
Рис. Схема экспериментальной установки.
Одной из актуальных задач взрывобезопасности является снижение последствий взрыва газовых смесей. При ударно-волновом сжатии горючей смеси с её последующим воспламенением использование пористого экрана может являться одним из наиболее значимых способов ослабления интенсивности ударной волны и, как следствие, препятствовать самовоспламенению горючей смеси. Ранее авторами были проведены эксперименты по предотвращению самовоспламенения газовой смеси за отражённой ударной волной с помощью разрушаемого барьера [1]. Было показано, что с помощью разрушаемого барьера возможно предотвратить самовоспламенение смеси, однако те барьеры, которые использовались в проведённом исследовании, позволяли предотвратить воспламенение газовой смеси в узком диапазоне числе Маха. Изучение применимости пористого экрана для предотвращения самовоспламенения водородно-воздушной смеси за отраженной ударной волной, а также для увеличения времени задержки воспламенения является новой задачей.
В данной работе экспериментально изучен процесс самовоспламенения водородно-воздушной смеси при взаимодействии ударной волны с пористым экраном. Целью данной работы являлось определение предельных чисел Маха, при которых регистрируется воспламенение.
Экран изготавливался из пористой меди и пористого полиуретана. Воспламенение водородно-воздушной смеси регистрировалось с помощью фотоэлектронного умножителя. Давление определялось пьезоэлектрическими датчиками давления. Определены параметры падающих, отражённых и проходящих ударных волн при начальных давлениях 0.01 – 0.05 МПа и объёмной концентрации водорода 11-30%. Определены условия, при которых размещение пористого экрана может быть целесообразным с целью исключить самовоспламенение смеси или увеличить время задержки воспламенения.
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (Государственное задание № 075-00269-25-00).
1. Golovastov S. et al. Scenarios of hydrogen-air ignition during the interaction of a shock wave with a destructible barrier //International Journal of Hydrogen Energy. – 2024. – Т. 86. – С. 1238-1251.
