RASPROSTRANENIE I RASPAD DETONATsII V KANALE SUBKRITIChESKOGO SEChENIYa S ShEROKhOVATYMI STENKAMI

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Экспериментально изучалось распространение детонационной волны в ацетилено-воздушных смесях в канале с гладкими и шероховатыми стенками. Инициирование детонации осуществлялось в трубке диаметром 20 мм и длиной 3000 мм. Детонационная волна переходила в канал с поперечными размерами 7 × 7 мм2, близкими к размеру детонационной ячейки. Использовалась бедная смесь при мольном избытке ацетилена, равном 0.9, стехиометрическая смесь (мольный избыток — 1.0) и богатая смесь при мольном избытке 1.4. Для регистрации процесса распространения пламени использовались пьезоэлектрические датчики давления и скоростная видеосъемка. Определялось влияние степени покрытия внутренних стенок канала и размеров неоднородностей (100 или 500 мкм) на режимы распространения детонации. На основе графиков скорости пламени и давления ударной волны на диагностическом участке зафиксировано несколько режимов распространения пламени в зависимости от концентрации топлива и шероховатости канала.

References

  1. Голуб В.В., Гуренцов Е.В., Емельянов А.В., Еремин А.В., Фортов В.Е. Энергетика детонационного пиролиза ацетилена // ТВТ. 2015. Т. 53. № 3. С. 383.
  2. Герасимов Г.В., Михеев Е.Ю., Дракон А.В., Еремин А.В. О режимах распространения волны саморазложения ацетилена в ударно-нагретых потоках в трубах малых диаметров // ТВТ. 2024. Т. 62. № 2. С. 287.
  3. Coward H.F., Jones G.W. Limits of Flammability of Gases and Vapors. Washington: US Government Print. Office, 1952. Bulletin 503. 168 p.
  4. Matsui H., Lee J.H. On the Measure of the Relative Detonation Hazards of Gaseous Fuel–Oxygen and Air Mixtures // Symp. (Int.) Combust. 1979. V. 17 (1). P. 1269.
  5. Melguizo-Gavilanes J., Ballossier Y., Faria L.M. Experimental and Theoretical Observations on DDT in Smooth Narrow Channels // Proc. Combust. Inst. 2021. V. 38(3). P. 3497.
  6. Rudy W., Dziubani K., Zhikowski M., Teodorczyk A. Experimental Determination of Critical Conditions for Hydrogen–Air Detonation Propagation in Partially Confined Geometry // Int. J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42(11). P. 7366.
  7. Кузовская Л.И., Марков В.В. Деформация двумерной следовой картины течения детонации при «непрерывном» изменении ширины плоского канала // Докл. РАН. 2023. Т. 511. № 1. С. 50.
  8. Cao W., Ng H.D., Lee J.H.S. Near-limit Detonations of Methane–Oxygen Mixtures in Long Narrow Tubes // Shock Waves. 2020. V. 30(7). P. 713.
  9. Ульяшин В.Ю. Исследование галопирующего режима газовой детонации // ФГВ. 1981. Т. 17. № 1. С. 118.
  10. Golovastov S.V., Bivol G.Y., Golub V.V. An Experimental Study of Detonation Propagation and re-Initiation for Acetylene–Air Mixtures in a Narrow Channel // Shock Waves. 2021. V. 31. № 1. P. 49.
  11. Ленкевич Д.А., Головенко С.В., Голуб В.В., Бочарников В.М., Быков Г.Ю. Параметрическое исследование распространения детонации в узких каналах, заполненных смесью пропан–бутан–кислород // ТВТ. 2014. Т. 52. № 6. С. 916.
  12. Lv X., Yu J., Hou Y., Yu X., Lei M., Zhan X., Yan X. The Quenching and Attenuation of Hydrogen–Air Detonation after Passing Across Capillaries // Fuel. 2022. V. 324. P. 124535.
  13. Ballossier Y., Virot F., Melguizo-Gavilanes J. Flame Propagation and Acceleration in Narrow Channels: Sensitivity to Facility Specific Parameters // Shock Waves. 2021. V. 31(7). P. 307.
  14. Васильев А.А. Околопредельные режимы детонации в каналах с пористыми стенками // ФГВ. 1994. Т. 30. № 1. С. 101.
  15. Щелкин К.И. Влияние шероховатости трубы на возникновение и распространение детонации в газах // ЖЭТФ. 1940. Т. 10. № 7. С. 823.
  16. Зельдович Я.Б., Гендрай В.Е., Каждый Я.М., Фролов С.М. Распространение детонации в шероховатой трубе с учетом торможения и теплоотдачи // ФГВ. 1987. Т. 23. № 3. С. 103.
  17. Liu Y., Lee J.H.S., Tan H., Ng H.D. Investigation of near-limit Detonation Propagation in a Tube with Helical Spiral // Fuel. 2021. V. 286. P. 119384.
  18. Манокарев В.Н. Детонация газа в канале с поперечными ребрами // ФГВ. 2007. Т. 43. № 5. С. 82.
  19. Бабкин В.С., Козаченко Л.С. Механизм предстоященно распространения пламени в шероховатых трубах // ДАН. 1960. Т. 131. № 3. С. 591.
  20. Goodwin G.B., Houim R.W., Oran E.S. Effect of Decreasing Blockage Ratio on DDT in Small Channels with Obstacles // Combust. Flame. 2016. V. 173. P. 16.
  21. Гельфонд Б.Е., Фролов С.М., Медведев С.П. Измерения и расчет затухания УВ в шероховатой трубе // ФГВ. 1990. Т. 26. № 3. С. 91.
  22. Журавская Т.А. Распространение волн детонации в плоских каналах с препятствиями // Изв. РАН. МЖГ. 2007. № 6. С. 135.
  23. Zhuravskaya T.A., Levin V.A. Failure of a Detonation Wave in a Plane Channel with Multiple Obstacles // Fluid Dynamics. 2024. V. 59(2). P. 304.
  24. Ярков А.В., Киверин А.Д., Яковенко И.С. Ускорение пламени в канале: влияние ширины канала и шероховатости стенок // ФГВ. 2023. Т. 59. № 4. С. 25.
  25. Houim R.W., Oran E. Effect of Surface Roughness on Deflagration-to-detonation Transition in Submillimeter Channels // Proc. 26th Int. Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems (ICDERS), Boston, MA, 2017. P. 6.
  26. Huo J., Su H., Li T., Yang Z., Li X., Wang X. Deflagration-to-detonation Transition and Detonation Propagation Characteristics in a Millimetre-scale Spiral Channel // Exp. Therm. Fluid Sci. 2023. V. 140. P. 110773.
  27. Maeda S., Fujisawa M., Ienaga S., Hirahara K., Obara T. Effect of Sandpaper-like Small Wall Roughness on Deflagration-to-detonation Transition in a Hydrogen–Oxygen Mixture // Proc. Combust. Inst. 2019. V. 37(3). P. 3609.
  28. Coates A.M., Mathias D.L., Cantwell B.J. Numerical Investigation of the Effect of Obstacle Shape on Deflagration to Detonation Transition in a Hydrogen–Air Mixture // Combust. Flame. 2019. V. 209. P. 278.
  29. Kuznetsov M., Grune J. Experiments on Combustion Regimes for Hydrogen/Air Mixtures in a Thin Layer Geometry // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44(17). P. 8727.
  30. Головастов С.В., Микушкин А.Ю., Голуб В.В. Переход горения в детонацию в спиралевидных каналах // ЖТФ. 2017. Т. 87. № 10. С. 1489.
  31. Шамишин И.О., Казаченко М.В., Аксенов В.С., Гусев П.А., Фролов С.М. Быстрый переход горения в детонацию в спиралевидных трубах // Горение и взрыв. 2023. Т. 16. № 3. С. 29.
  32. Peraldi O., Knystautas R., Lee J.H. Criteria for Transition to Detonation in Tubes // Symp. (Int.) Combust. 1988. V. 21(1). P. 1629.
  33. Knystautas R. Measurement of Cell Size in Hydrocarbon–Air Mixtures and Predictions of Critical Tube Diameter, Critical Initiation Energy and Detonability Limits // Prog. Astronaut. Aeronaut. 1984. V. 94. P. 23.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).