В работе обсуждаются вопросы газодинамического подобия в задаче об истечении водорода под высоким давлением в воздух и, следовательно, принципиальной возможности моделирования процесса в лабораторных условиях путем снижения начального давления при фиксированном отношении давлений водорода и воздуха. Принципиальным фактором в формулируемой постановке задачи является вероятность самовоспламенения водорода, что существенно ограничивает применимость газодинамического подобия при моделировании исследуемого процесса. Показано, однако, что для больших значений отношения давлений водорода и воздуха (от 200 до 700 и выше) в виду малых значений времени задержки воспламенения водорода можно говорить о газодинамическом подобии в широком диапазоне начальных давлений. Это должно позволить моделирование в лабораторных условиях при пониженном начальном давлении процесса истечения водорода под высоким давлением с последующим самовоспламенением в атмосферном воздухе.
В работе на основе детального численного анализа исследована динамика горения внутри ограниченного объема, заполненного предварительно перемешанными водородно-воздушными смесями, близкими по составу к нижнему концентрационному пределу горения. Проведено сравнение особенностей развития горения в зависимости от механизма его инициирования: от точечного источника или путем непрерывного подвода тепла от нагретой области на стенке реактора. Показано, что при точечном воспламенении полнота сгорания водорода существенно ниже, чем при непрерывном подводе тепла от стенки. Также получено, что, несмотря на малую химическую активность ультрабедных смесей водорода с воздухом, процесс горения имеет положительный баланс между энерговыделением в ходе химических реакций и теплотой, подводимой в реактор от нагретой стенки.
Индексирование
Scopus
Crossref
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации