Effect of propane additives on laminar burning velocity in hydrogen-air-water steam mixtures

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

A numerical simulation was conducted to investigate the laminar flame speed in a stoichiometric mixture of hydrogen, air, and water vapor, with the addition of a small amount of propane, at an initial temperature of 323 K and a pressure of 1 atm. The results demonstrate that even at low concentrations, propane acts as an effective inhibitor of combustion processes in hydrogen mixtures. A sensitivity analysis was performed, identifying the key chemical reactions that influence the formation of the laminar flame speed. Furthermore, application of Le Chatelier’s principle revealed that even minor additions of propane can substantially alter the mixture composition, specifically its overall fuel equivalence ratio, which may also affect the flame speed.

About the authors

P. N. Krivosheyev

Luikov Heat and Mass Transfer Institute, National Academy of Sciences of Belarus

Email: krivosheyev.pavlik@gmail.com
Minsk, Republic of Belarus

Yu. S. Kisel

Luikov Heat and Mass Transfer Institute, National Academy of Sciences of Belarus

Author for correspondence.
Email: krivosheyev.pavlik@gmail.com
Minsk, Republic of Belarus

References

  1. Hu Q., Zhang X., Hao H. // Int. J. Hydrogen Energ. 2023. V. 48. № 36. P. 13705. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.11.302
  2. Bentaib A., Meynet N., Bleyer A. // Nucl. Eng. Technol. 2015. V. 47. № 1. P. 26. https://doi.org/10.1016/j.net.2014.12.001
  3. Babushok V., Tsang W. // Combust. and Flame. 2000. V. 123. № 4. P. 488. https://doi.org/10.1016/S0010-2180(00)00168-1
  4. Baldwin R.R., Corney N.S., Precious R.M. // Nature. 1952. V. 169. P. 201. https://doi.org/10.1038/169201b0
  5. Miller D.R., Evers R.L., Skinner G.B. // Combust. and Flame. 1963. V. 7. P. 137. https://doi.org/10.1016/0010-2180(63)90171-8
  6. Azatyan V.V., Namoradze M.A. // Combust. Explo. Shock Waves. 1973. V. 9. P.74. https://doi.org/10.1007/BF00740363
  7. Romanovich L.B., Azatyan V.V. // Russ. Chem. Bull. 1973. V. 22 P. 719. https://doi.org/10.1007/BF00857036
  8. Denisov E.T. // Russ. Chem. Rev. 1973. V. 42. № 3. P. 157. https://doi.org/10.1070/RC1973v042n03ABEH002572
  9. Katsitadze M.M., Dzotsenidze Z.G., Museridze M.D. et al. // React. Kinet. Catal. Lett. 1978. V. 9. P. 119. https://doi.org/10.1007/BF02068910
  10. Zamashchikov V.V., Bunev V.A. // Combust. Explo. Shock Waves. 2001. V. 37. P. 378. https://doi.org/10.1023/A:1017880308455
  11. Azatyan V.V., Pavlov V.A., Shatalov O.P. // Kinet. Catal. 2005. V. 46. P. 789. https://doi.org/10.1007/s10975-005-0137-1
  12. Azatyan V.V., Borisov A.A., Merzhanov A.G. et al. // Combust. Explo. Shock Waves. 2005. V. 41. P. 1. https://doi.org/10.1007/s10573-005-0001-7
  13. Bunev V.A. // Combust. Explo. Shock Waves. 2006. V. 42. P. 367. https://doi.org/10.1007/s10573-006-0064-0
  14. Azatyan V.V., Kalachev V.I., Masalova V.V. // Kinet. Catal. 2006. V. 47. P. 481. https://doi.org/10.1134/S0023158406040021
  15. Bunev V.A., Babkin V.S. // Mendeleev Commun. 2006. V. 16. № 2. P. 104. https://doi.org/10.1070/MC2006v016n02ABEH002270
  16. Rubtsov N.M., Azatyan V.V., Baklanov D.I. et al. // Theor. Found. Chem. Eng. 2007. V. 41. P. 154. https://doi.org/10.1134/S004057950702008X
  17. Bunev V.A., Namyatov I.G., Babkin V.S. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2007. V. 1. P. 537. https://doi.org/10.1134/S1990793107060048
  18. Azatyan V.V., Abramov S.K., Prokopenko V.M. // Dokl. Phys. Chem. 2012. V. 447. P. 216. https://doi.org/10.1134/S0012501612120020
  19. Bunev V.A., Bolshova T.A., Babkin, V.S. // Combust. Explos. Shock Waves. 2016. V. 52. P. 255. https://doi.org/10.1134/S0010508216030011
  20. Yang Zh., Zhao K., Song X. et al. // Int. J. Hydrogen Energ. 2021. V. 46. № 70. P. 34998. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.08.035
  21. Shang Sh., Bi M., Zhang K. et al. // Int. J. Hydrogen Energ. 2022. V. 47. № 61. P. 25864. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.06.012
  22. Shang Sh., Bi M., Zhang Z. et al. // Int. J. Hydrogen Energ. 2022. V. 47. № 60. P. 25433. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.05.256
  23. Shang Sh., Bi M., Zhang Ch. et al. // Int. J. Hydrogen Energ. 2024. V. 50. P. 1234. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.10.042
  24. Smith G.P., Golden D.M., Frenklach M. et al. http://combustion.berkeley.edu/gri-mech/
  25. Chemical-Kinetic Mechanisms for Combustion Applications, San Diego Mechanism web page, Mechanical and Aerospace Engineering (Combustion Research). University of California at San Diego. http://combustion.ucsd.edu
  26. Metcalfe W.K., Burke S.M., Ahmed S.S. et al. // Int. J. Chem. Kinet. 2013. V. 45. № 10. P. 638. https://doi.org/10.1002/kin.20802
  27. Babichev A.N. Fizicheskie velichiny. Spravochnik. Moscow: Energoatomizdat, 1991.
  28. Gel’fand, B.E. // Combust. Explos. Shock Waves. 2002. V. 38. P. 581. https://doi.org/10.1023/A:1020346719768
  29. Le Chatelier H. // Bull. Soc. Chim. Fr. 1898. V. 74. P. 483.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».