ИССЛЕДОВАНИЕ НОРМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ МЕТАНО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ПРИ ЕЁ ОБОГАЩЕНИИ ВОДОРОДОМ И РАЗБАВЛЕНИИ ВОДЯНЫМ ПАРОМ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе представлены результаты экспериментального исследования нормальной скорости распространения пламени метано-воздушной смеси, обогащённой водородом и/или разбавленной паром при атмосферном давлении и начальной температуре смеси 300 и 330 К. Определение нормальной скорости распространения пламени производилось методом нулевого теплового потока (Heat Flux). Полученные экспериментальные данные сравнивались с результатами численного моделирования адиабатических предварительно подготовленных ламинарных пламен, которое проводилось с использованием трёх кинетических механизмов окисления метано-водородных топлив. При обогащении метана водородом до 35% по объёму скорость пламени увеличивалась пропорционально до 35%. С увеличением концентрации пара наблюдалось линейное снижение скорости пламени метано-воздушной смеси. Динамика снижения скорости пламени при разбавлении водяным паром не зависит от степени обогащения водородом. Предложены рекомендации по использованию кинетических механизмов для моделирования пламени метано-воздушной смеси при её обогащении водородом и разбавлении водяным паром.

Об авторах

Д. В. Идрисов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва (Самарский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: idrisov57@yandex.ru
Московское шоссе, д. 34, г. Самара, 443086, Российская Федерация

С. С. Матвеев

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва (Самарский университет)

Email: idrisov57@yandex.ru
Московское шоссе, д. 34, г. Самара, 443086, Российская Федерация

С. Г. Матвеев

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва (Самарский университет)

Email: idrisov57@yandex.ru
Московское шоссе, д. 34, г. Самара, 443086, Российская Федерация

Н. И. Гураков

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва (Самарский университет)

Email: idrisov57@yandex.ru
Московское шоссе, д. 34, г. Самара, 443086, Российская Федерация

А. Д. Попов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва (Самарский университет)

Email: idrisov57@yandex.ru
Московское шоссе, д. 34, г. Самара, 443086, Российская Федерация

А. А. Литарова

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва (Самарский университет)

Email: idrisov57@yandex.ru
Московское шоссе, д. 34, г. Самара, 443086, Российская Федерация

Список литературы

  1. Liu, Y. Review of modern low emissions combustion technologies for aero gas turbine engines / Y. Liu, X. Sun, V. Sethi, D. Nalianda [et al.] // Progress in Aerospace Sciences – 2017 V. 94, P.12-45. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2017.08.001
  2. Бирюк, В. В. Газ в моторах / В. В. Бирюк, С. В. Лукачев, Д. А. Угланов, Ю. И. Цыбизов // – Самара : Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева, 2021. – 296 с. – ISBN 978-5-7883-1626-0. – EDN WSISAB.
  3. Öberg, S. Exploring the competitiveness of hydrogen-fueled gas turbines in future energy systems / S. Öberg, M. Odenberger, F. Johnsson // International Journal of Hydrogen Energy. – 2022. – V. 47 – no. 1. – PP. 624-644. – doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.10.035
  4. Cong, T. L. Experimental and Detailed Model-ing Study of the Effect of Water Vapor on the Kinetics of Combustion of Hydrogen and Natural Gas, Impact on NOx / T. L. Cong , P. Dagaut, // Energy&Fuels. – 2009. – 23(2), pp.725-734.
  5. Boushaki, T. Effects of hydrogen and steam addition on laminar burning velocity of methane air premixed flame: experimental and numerical analysis / T. Boushaki, Y. Dhue, L. Selle [et al.] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2012. – V. 37. – PP. 9412-9422. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.03.037
  6. Coppens, F. H. V. The Effects of Composition on the Burning Velocity and Nitric Oxide Formation in Laminar Premixed Flames of CH4 + H2 + O2 + N2 / F. H. V. Coppens, J. De Ruyck, A. A Konnov // Combustion and Flame. – 2007. – V. 149 – no. 4. – P. 409-417. doi: 10.1016/j.combustflame.2007.02.004
  7. Christensen, M. Effects of hydrogen enrichment and steam dilution on methane-air flames / M. Christensen, V. A. Alekseev, E. J. K. Nilsson, Konnov A. A. // Proceedings of the European Combustion Meeting 2013. – Lund, Sweden June, 25-28, 2013. –. V. P1-70. – PP. 1-6.
  8. [8] Zubrilin, I. A. Measurements and Experimental Database Review for Laminar Flame Speed Premixed CH4/Air Flames / I. A. Zubrilin, S. S. Matveev, S. G. Matveev // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – Samara, Russian Federation, September, 28-30, 2018. – V. 302. – no. 012078. – doi: 10.1088/1757-899X/302/1/012078
  9. Matveev, S. S. Laminar burning velocities of surrogate components blended with ethanol / S. S. Matveev, D. V. Idrisov, S. G. Matveev, A.A. Konnov // Combustion and Flame. – 2019. – V. 209. – P. 389-393. – doi: 10.1016/j.combustflame.2019.08.010
  10. ANSYS Chemkin-Pro Theory Manual 18.2. / San Diego: Reaction Design. – 2017. – 76 p.
  11. Wu, Y. Understanding the antagonistic effect of methanol as a component in surrogate fuel models: A case study of methanol/n-heptane mixtures / Y. Wu, S. Panigrahy, A. B. Sahu. [et al.] // Combustion and Flame. – 2021. – V. 226. – P. 229-242. – doi: 10.1016/j.combustflame.2020.12.006
  12. Wang, T. Automatic generation of a kinetic skeletal mechanism for methane-hydrogen blends with nitrogen chemistry / T. Wang, X. Zhang, J. Zhang, X. Hou // International Journal of Hydrogen Energy. – 2018. – V. 43. – no. 6. – P. 3330-3341. – doi: 10.1016/j.ijhydene.2017.12.116
  13. Alekseev, V.A. High-temperature oxidation of acetylene by N2O at high Ar dilution conditions and in laminar premixed C2H2 + O2 + N2 flames / V. A. Alekseev, N. Bystrov, A. Emelianov [et al.] // Combustion and Flame. – 2022. – V. 238. – no. 111924. – P. 1-16. – doi: 10.1016/j.combustflame.2021.111924
  14. Козлов, В.Е. О механизмах образования экологически опасных соединений в гомогенных камерах сгорания / В. Е. Козлов, А. М. Старик, Н. С. Титова, И. Ю. Ведищев // Физика горения и взрыва. – 2013. – Т. 49. – №. 5. – С. 17-33.
  15. Владимиров, А. В. Новые технологии снижения вредных выбросов и СО2 в продуктах сгорания ГТУ и ГТД путем подмешивания и постепенного перехода к водородному топливу / А. В. Владимиров, Е. Д. Свердлов, А. Н. Дубовицкий //Авиационные двигатели. – 2022. – №. 2. – С. 83-103.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Идрисов Д.В., Матвеев С.С., Матвеев С.Г., Гураков Н.И., Попов А.Д., Литарова А.А., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Динамика и виброакустика

ISSN 2409-4579 (Online)

Учредитель и издатель журнала: ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва» (Самарский университет), Московское шоссе, 34, 443086, г. Самара, Российская Федерация.

Выписка из реестра зарегистрированных СМИ

Главный редактор: академик РАН Евгений Владимирович Шахматов

4 выпуска в год

Цена свободная

Адрес редакции: 443086, г. Самара, ул. Гая, 43, 324 ауд.

Адрес для корреспонденции: 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34, Самарский национальный исследовательский университет (Самарский университет), 14 корпус, 324 ауд.

Тел: 8 (846) 267 47 66

e-mail: dynvibro@ssau.ru

www: https://dynvibro.ru

© Самарский университет

 

 

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах