Газовая и волновая динамика - часть 37

Рис. 15: Траектории (слева) и средние по сечению скорости фронта реакции
(справа) при ускорении пламени в газовой смеси при концентрации горючего
C

f uel

= 0.011 в трубе с двумя форкамерами (коэффициент расширения: β

ER

=

0.96) для различных значений температуры: (a) – T

0

= 300 К; (b) – T

0

= 353 К

152

Рис. 16: Траектории (слева) и средние по сечению скорости фронта реакции
(справа) при ускорении пламени в газовой смеси при концентрации горючего
C

f uel

= 0.012 в трубе с двумя форкамерами (коэффициент расширения: β

ER

=

0.96) для различных значений температуры: (a) – T

0

= 300 К; (b) – T

0

= 353 К

153

в области зажигания сокращает преддетонационное расстояние для смесей углево-
дородов с воздухом и стабилизирует переход к детонации.

Увеличение числа одинаковых камер, равномерно расположенных вдоль трубы,

блокирует переход к детонации; для высоких значений параметра расширения уста-
навливался режим галопирующего горения, для меньших – режим галопирующей
низкоскоростной детонации. При этом средняя скорость фронта реакции вдоль оси
трубы возрастает при увеличении концентрации углеводородного горючего в диапа-
зоне 0.010

÷ 0.015. В диапазоне значений параметра расширения 0.4 ÷ 0.6 уве-

личение концентрации горючего может приводить к смене режима галопирующего
горения и установлению режима низкоскоростной детонации.

Увеличение числа камер турбулизаторов, расположенных в начальной секции тру-

бы, способствует ПГД, пока скорость турбулентного пламени при выходе из послед-
ней не превышает скорость звука. Дальнейшее увеличение числа камер препятствует
ПГД.

Повышение начальной температуры смеси в трубах с форкамерами большего диа-

метра способствует ПГД и сокращает преддетонационное расстояние, в то время как
в трубах постоянного сечения эффект от повышения температуры может быть строго
обратным.

Литература

[1]

Зельдович Я. Б., Либрович В. Б., Махвиладзе Г. М., Сивашинский Г. И. О пе-
реходе к детонации в неравномерно нагретом газе. — Прикладная Математика
и Техническая Физика, 2, 76, 1970.

[2]

Саламандра Г. Д. О взаимодействии пламени с ударной волной. — В: Физи-
ческая Гидродинамика, изд-во АН СССР, 1959.

[3]

Смирнов Н. Н., Бойченко А. П. Переход горения в детонацию в бензиново-
воздушных смесях. — Физика Горения и Взрыва, 22, 2, 1986.

[4]

Смирнов Н. Н., Демьянов Ан. Ю., Панфилов И. И. Переход горения в детона-
цию. Химическая Физика Горения и Взрыва: Детонация. — Изд-во АН СССР,
1989.

[5]

Солоухин Р. И. Методы измерений и основные результаты в ударных трубах.
— Изд-во Новосибирского Государственного университета, 1969.

[6]

Bollinger L. E., Fong M. C., Edse R. Experimental measurements and theoretical
analysis of detonation induction distance. — ARSJ, 31, 1961.

[7]

Borisov A. A. Acta Astronautica. — 1, 1974.

[8]

Brown C. J., Thomas G. O. Experimental studies of shock-induced ignition and
transition to detonation in ethylene and propane mixtures. — Combustion and
Flame, 117, 1999.

[9]

Kailasanath K. and Oran E. S. Ignition of flamelets behind incident shock waves
and the transition to detonation. — Combustion Science Technology, 34, 1983.

154

[10]

Khohlov A. M., Oran E. S. Numerical simulation of detonation initiation in a
flame brush: the role of hot spots. — Combustion and Flame, 119, 1999.

[11]

Laffitte P. Influence of temperature on the formation of explosive waves. — Comp.
Rendu, 186.

[12]

Merzhanov A. G. — Combustion and Flame, 10, 1966.

[13]

Oppenheim A. K., Urtiew P. A. Experimental observations of the transition to
detonation in an explosive gas. — Proc. Roy. Soc., A295, 13, 1966.

[14]

Philip M. Dissertation «Experimentelle und theoretische Untersuchungen
zum Stabilitatsverhalten von Drallflammen mit zentraler Ruckstromzone». —
Karlsruhe University, 1991.

[15]

Smirnov N. N., Tyurnikov M. V. Experimental Investigation of Deflagration
to Detonation transition Hydrocarbon-air gaseous mixtures. — Combustion and
Flame, 100, 1995.

[16]

Smirnov N. N., Nikitin V. F., Boichenko A. P., Tyurnikov M. V., Baskakov
V. V. Deflagration to detonation transition in gases and its application to pulse
detonation devices. — In: Gaseous and Heterogeneous Detonations: Science to
Applications (Ed. Roy G. D. et. al.), Moscow, ENAS Publ, 1999.

[17]

Smirnov N. N., Nikitin V. F., Tyurnikov M. V., Boichenko A. P., Legros J. C.,
Shevtsova V. M. Control of detonation onset in combustible gases. — In: High
Speed Deflagration and Detonation (Ed. Roy G. D. et al.), Moscow, Elex-KM
Publ, 2001.

[18]

Smirnov N. N., Panfilov I. I. Deflagration to detonation transition in combustible
gas mixtures. — Comb. And Flame, 101, 1995.

[19]

Zeldovich Ya.B., Gelfand B. E., Tsyganov S. A., Frolov S. M., Polenov A. N.
Concentration and temperature non-uniformities of combustible mixture as a
reason of pressure waves generation. — In: Dynamics of Explosions (Eds. A
Kuhl et al.) AIAA Inc., New York, 114, 1988.

155