Mодель ячеистой неустойчивости пламен тройных смесей

Предложена простая феноменологическая модель диффузионно-тепловой неустойчивости перемешанных пламен тройных смесей. Показано, что селективная диффузия может изменять соотношение концентраций топлива и окислителя, а также ее эффективное разбавление инертом. Ключевые параметры модели оценены на основе численного моделирования скоростей распространения пламени. Скорости пламени рассчитаны для смесей водород – кислород – азот, метан – кислород – азот, пропан – кислород – азот. Определены условия возникновения ячеистой неустойчивости в тройных смесях. В хорошем соответствии с экспериментом предсказана диффузионно-тепловая неустойчивость в пламенах водорода при коэффициенте избытка топлива $\varphi\lesssim$ 1.45, в бедных пламенах метана при $\varphi\lesssim$ 1.02 и в богатых пламенах пропана при $\varphi\gtrsim$ 1.03. Оценен масштаб изменений локальной скорости пламени, вызванных селективной диффузией. Показано, что в пламенах водорода и метана с воздухом азот диффундирует быстрее, чем кислород, в то время как кислород диффундирует быстрее, чем азот в пламенах пропана и других более тяжелых углеводородов. В пламенах пропана и других более тяжелых углеводородов с воздухом переход между стабильным и неустойчивым режимами предсказан в смесях с коэффициентом избытка топлива меньше значения, соответствующего максимуму кривой скорости распространения пламени, что соответствует экспериментальным наблюдениям.