Numerical simulation of laminar stoichiometric hydrogen–air flame structure

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Numerical simulations of flame structure and laminar burning velocity are performed for a stoichiometric hydrogen–air mixture under standard initial conditions. A comparative analysis is presented of the results obtained using three detailed kinetic mechanisms (DKMs), which differ both in the set of elementary reaction steps and reacting species and in the values of rate constants. It is found that the decrease in H2 concentration has a weakly pronounced two-stage character. In the presence of an additional initiation channel H2+O2=OH+OH, a pronounced second maximum of the intermediate H2O2 concentration appears. In the absence of this channel, a two-stage increase in OH concentration is observed. Based on an analysis of the sensitivity of heat release to reaction rate constants, the complex behavior of the OH and H2O2 profiles is explained. Despite the differences revealed, all three DKMs predict similar values of burning velocity and heat release rate.

Авторлар туралы

A. Tereza

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics Russian Academy of Sciences

Email: tereza@chph.ras.ru
Moscow, Russia

G. Agafonov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics Russian Academy of Sciences

Email: tereza@chph.ras.ru
Moscow, Russia

E. Anderzhanov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics Russian Academy of Sciences

Email: tereza@chph.ras.ru
Moscow, Russia

A. Betev

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics Russian Academy of Sciences

Email: tereza@chph.ras.ru
Moscow, Russia

S. Khomik

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics Russian Academy of Sciences

Email: tereza@chph.ras.ru
Moscow, Russia

T. Cherepanova

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics Russian Academy of Sciences

Email: tereza@chph.ras.ru
Moscow, Russia

A. Cherepanov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics Russian Academy of Sciences

Email: tereza@chph.ras.ru
Moscow, Russia

S. Medvedev

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: tereza@chph.ras.ru
Moscow, Russia

Әдебиет тізімі

  1. A.L. Sanchez, and F.A. Williams, Prog. Energy Combust. Sci. 41, 1 (2014). https://doi.org/10.1016/j.pecs.2013.10.002
  2. V.V. Gubernov. PhD. Theses. Moscow: Lebedev Phys. Inst., RAS, 2013.
  3. A.G. Shmakov. PhD. Theses. Novosibirsk: IKhKG SO RAS, 2022.
  4. S. Kudriakov, E. Studer, C. Bin, Int. J. Hydrogen Energy 36 (3), 2555 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.03.138
  5. G. Gai, S. Kudriakov, B. Rogg et al., Int. J. Hydrogen Energy, 44 (31), 17015 (2019). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.04.225
  6. I.S. Yakovenko, M.F. Ivanov, A.D. Kiverin, K.S. Melnikova, Int. J. Hydrogen Energy 43, 1894 (2018). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.11.138
  7. I.S. Yakovenko, A.D. Kiverin, K.S. Melnikova, Fluids 6, 21 (2021). https://doi.org/10.3390/fluids6010021
  8. S. Yakovenko, I.S. Medvedkov, A.D. Kiverin, Russ. J. Phys. Chem. B 16, 294 (2022). https://doi.org/10.1134/S1990793122020142
  9. A.M. Tereza, G.L. Agafonov, E.K. Anderzhanov, et al., Russ. J. Phys. Chem. B 17 (4), 974 (2023). http://dx.doi.org/10.1134/S1990793123040309
  10. A.M. Tereza, G.L. Agafonov, E. K. Anderzhanov et al., Russ. J. Phys. Chem. B 17 (6), 1294 (2023). http://dx.doi.org/10.1134/S1990793123060246
  11. A. Moroshkina, E. Yakupov, V. Mislavskii et al., Acta Astronautica 215, 496 (2024). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2023.12.032
  12. D.A. Frank-Kamenetskii, Diffusion and Heat Transfer in Chemical Kinetics (Plenum, New York, 1969).
  13. Z. Hong, D.F. Davidson, R.K. Hanson, Combust. and Flame 158 (4), 633 (2011). https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2010.10.002
  14. A. Keromnes, W.K. Metcalfe, K.A. Heufer, et al., Combust. and Flame 160, 995 (2013). https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2013.01.001
  15. G.P. Smith, Y. Tao, H. Wang, Foundational Fuel Chemistry Model Version 1.0 (FFCM-1). 2016. http://web.stanford.edu/group/haiwanglab/FFCM-1/index.html
  16. H. Hashemi, J.M. Christensen, S. Gersen, P. Glarborg, Proc. Combust. Inst. 3, 553 (2015). https://doi.org/10.1016/j.proci.2014.05.101
  17. A.A. Konnov, Combust. and Flame 203, 14 (2019). https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2019.01.032
  18. Y. Zhang, J. Fu, M. Xie, J. Liu, Int. J. Hydrogen Energy 46 (7), 5799 (2021). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.11.083
  19. P. Krivosheyev, Y. Kisel, A. Skilandz et al., Int. J. Hydrogen Energy 66, 81 (2024). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.03.363
  20. V.F. Nikitin, E.V. Mikhalchenko, L.I. Stamov et al., Acta Astronaut. 213, 156 (2023). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2023.08.036
  21. N.N. Smirnov, V.V. Azatyan, V.F. Nikitin et al., Int. J. Hydrogen Energy 49 (B2), 1315 (2023). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.11.085.
  22. N.N. Smirnov, V.F. Nikitin, E.V. Mikhalchenko et al., Int. J. Hydrogen Energy 49 (B2), 495 (2023). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.08.184
  23. A.M. Tereza, G.L. Agafonov, E.K. Anderzhanov et al., Russ. J. Phys. Chem. B 17 (6), 1294 (2023)..
  24. CHEMKIN-Pro 15112. Reaction Design, San Diego, CK-TUT-10112-1112-UG-1., 20
  25. Alekseev V. PhD. Theses. Lund, Sweden: Lunds Univ., 2015.
  26. A.E. Lutz, R.J. Kee, J.A. Miller, Sandia National Laboratories, Livermore, CA SAND 87-8248 (1998).
  27. A.M. Tereza, G.L. Agafonov, E.K. Anderzhanov et al., Russ. J. Phys. Chem. B, 18 (4), 965 (2024). https://doi.org/10.1134/S1990793124700416
  28. R.J. Kee, J.F. Grcar, M.D. Smooke, J.A. Miller, Sandia National Laboratories, Livermore, CA, SAND85-8240 (1985).
  29. O.C. Kwon, G.M Faeth, Combust. and Flame 124, 590 (2001). https://doi.org/10.1016/S0010-2180(00)00229-7
  30. V.A. Bunev, V.N. Panfilov, and V.S. Babkin, Combust. Explos. Shock Waves 43 (2), 125 (2007). https://doi.org/10.1007/s10573-007-0017-2
  31. O.P. Korobeinichev, V.M. Shvartsberg, S.B. Il’in et al., Combust. Explos. Shock Waves 35 (3), 239 (1999). https://doi.org/10.1007/BF02674444
  32. V.V. Azatyan, Kinet. Catal. 61 (3), 319 (2020). https://doi.org/10.1134/S0023158420030039
  33. S. Medvedev, G. Agafonov, S. Khomik, Acta Astro­nautica 126, 150 (2016). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2016.04.019

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025

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».