Аннотация:
работе выполнены экспериментальное и численное исследования температурных зависимостей
задержек воспламенения за ударными волнами многокомпонентных смесей, моделирующих продукты паровой конверсии метана.
Эспериментальные исследования проведены в диапазоне температур $930$–$1880$ К при давлениях $2.5$–$9$ атм. Показано, что задержки воспламенения в смесях воздуха с продуктами $50$ и $100\%$ паровой конверсии метана могут быть описаны при помощи численных расчетов, основанных на известных кинетических схемах горения метана. В то же время обнаружено и обсуждено значительное, в $2$–$3$ раза снижение задержек воспламенения метано-воздушных смесей при добавлении паров воды, не описываемое известными кинетическими схемами.
Полученные результаты могут быть использованы при разработке гиперзвуковых прямоточных
воздушно-реактивных двигателей.
Образец цитирования:
Е. В. Гуренцов, О. Г. Диваков, А. В. Еремин, “В оспл аменение многокомпонентных углеводородо-воздушных смесей за ударными волнами”, ТВТ, 40:3 (2002), 416–423; High Temperature, 40:3 (2002), 379–386
Lisa Zander, Yannick Kather, Johann Vinkeloe, Neda Djordjevic, “Influence of steam dilution on ignition delay time of dimethyl ether/air mixtures at high pressure measured behind reflected shock waves”, Combustion and Flame, 259 (2024), 113191
Subhankar Mohapatra, Mani Bhusan Rajguru Mohapatro, Amjad A. Pasha, Radi A. Alsulami, S. K. Dash, V. Mahendra Reddy, “Adaptability of different mechanisms and kinetic study of methane combustion in steam diluted environments”, Sci Rep, 12:1 (2022)
Roxanne Hubesch, Maciej Mazur, P. R. Selvakannan, Karl Föger, Adam F. Lee, Karen Wilson, Suresh Bhargava, “Endothermic catalytic cracking of liquid hydrocarbons for thermal management of high-speed flight vehicles”, Sustainable Energy Fuels, 6:7 (2022), 1664
Zhang P., Zsely I.G., Samu V., Nagy T., Turanyi T., “Comparison of Methane Combustion Mechanisms Using Shock Tube and Rapid Compression Machine Ignition Delay Time Measurements”, Energy Fuels, 35:15 (2021), 12329–12351
Xiong X., Lv Zh., Tan H., Peng Zh., Ding Ya., “Shock Tube Evaluation on C2H4 Ignition Delay Differences Among N-2, Ar, He, Co2 Diluent Gases”, J. Energy Inst., 93:4 (2020), 1271–1277
Pino Sabia, Mara de Joannon, “Critical Issues of Chemical Kinetics in MILD Combustion”, Front. Mech. Eng., 6 (2020)
Jung W., Baek S., Kwon T., Park J., Kwon S., “Demonstration of Ethanol-Blended Hydrogen Peroxide Gas Generator For Ramjet Combustor Flow Simulation”, J. Propul. Power, 34:3 (2018), 591–599
А. В. Дракон, А. В. Емельянов, А. В. Еремин, П. И. Яценко, “Исследование диссоциации трифторметана в широком диапазоне температур и давлений с использованием метода молекулярно-резонансной абсорбционной спектроскопии”, ТВТ, 55:2 (2017), 247–254; A. V. Drakon, A. V. Emelianov, A. V. Eremin, P. I. Yatsenko, “Study of trifluoromethane within wide pressure and temperature ranges by molecular resonance absorption spectroscopy”, High Temperature, 55:2 (2017), 239–245
Rui Xue, Chunbo Hu, Vishal Sethi, Theoklis Nikolaidis, Pericle Pilidis, “Effect of steam addition on gas turbine combustor design and performance”, Applied Thermal Engineering, 104 (2016), 249
V. V. Leschevich, V. V. Martynenko, O. G. Penyazkov, K. L. Sevrouk, S. I. Shabunya, “Auto-ignitions of a methane/air mixture at high and intermediate temperatures”, Shock Waves, 26:5 (2016), 657
Rui Xue, Chunbo Hu, Theoklis Nikolaidis, Pericle Pilidis, “Effect of Steam Addition on the Flow Field and NOx Emissions for Jet-A in an Aircraft Combustor”, International Journal of Turbo & Jet-Engines, 33:4 (2016)
Sebastian Göke, Marc Füri, Gilles Bourque, Bernhard Bobusch, Katharina Göckeler, Oliver Krüger, Sebastian Schimek, Steffen Terhaar, Christian Oliver Paschereit, “Influence of steam dilution on the combustion of natural gas and hydrogen in premixed and rich-quench-lean combustors”, Fuel Processing Technology, 107 (2013), 14
Eric Albin, Holger Nawroth, Sebastian Göke, Yves D'Angelo, Christian Oliver Paschereit, “Experimental investigation of burning velocities of ultra-wet methane–air–steam mixtures”, Fuel Processing Technology, 107 (2013), 27
Zacharias Marinou Nikolaou, Jyh-Yuan Chen, Nedunchezhian Swaminathan, “A 5-step reduced mechanism for combustion of CO/H2/H2O/CH4/CO2 mixtures with low hydrogen/methane and high H2O content”, Combustion and Flame, 160:1 (2013), 56
J. Herzler, C. Naumann, “Shock Tube Study of the Influence of NOxon the Ignition Delay Times of Natural Gas at High Pressure”, Combustion Science and Technology, 184:10-11 (2012), 1635
Tanh Le Cong, Emma Bedjanian, Philippe Dagaut, “Oxidation of Ethylene and Propene in the Presence of CO2and H2O: Experimental and Detailed Kinetic Modeling Study”, Combustion Science and Technology, 182:4-6 (2010), 333
T. Le Cong, P. Dagaut, “Experimental and Detailed Modeling Study of the Effect of Water Vapor on the Kinetics of Combustion of Hydrogen and Natural Gas, Impact on NOx”, Energy Fuels, 23:2 (2009), 725