SUPPRESSION OF DETONATION IN AN ACETYLENE-CONTAINING MIXTURE IN A PLANE CHANNEL WITH RECTANGULAR OBSTACLES

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The paper presents the results of a numerical study of the interaction of a formed cellular detonation wave propagating in a plane channel filled with an argon-diluted stoichiometric acetylene-oxygen mixture at rest, with single and multiple rectangular obstacles located in the channel. The study was conducted to determine the conditions that ensure the suppression of detonation. It has been established that to extinguish detonation combustion by a single obstacle, it is sufficient that its height exceeds a critical value depending on the channel width. For obstacles of subcritical height, methods of detonation destruction have been proposed by increasing the number of obstacles and choosing the distance between them.

About the authors

T. A Zhuravskaya

Lomonosov Moscow State University, Institute of Mechanics

Email: zhuravskaya@imec.msu.ru
Moscow, Russia

V. A Levin

Lomonosov Moscow State University, Institute of Mechanics

Moscow, Russia

V. A Lakeev

Lomonosov Moscow State University, Institute of Mechanics; Lomonosov Moscow State University, Faculty of Mechanics and Mathematics

Moscow, Russia; Moscow, Russia

References

  1. Васильев А.А., Пинаев А.В., Трубицын А.А., Грачёв А.Ю., Троцюк А.В., Фомин П.А., Трилис А.В. Что горит в шахте: метан или угольная пыль? // Физика горения и взрыва. 2017. Т. 53. № 1. С. 11–18. https://doi.org/10.15372/FGV20170102
  2. Bedarev I.A., Fedorov A.V. Mathematical modeling of the detonation wave and inert particles interaction at the macro and micro levels // J. Phys. Conf. Ser. 2017. V. 894. 012008. https://doi.org/10.1088/1742-6596/894/1/012008
  3. Тропин Д.А., Фёдоров А.В. Ослабление и подавление детонационных волн в реагирующих газовых смесях облаками инертных микро- и наночастиц // Физика горения и взрыва. 2018. Т. 54. № 2. С. 82–88. https://doi.org/10.15372/FGV20180209
  4. Obara T., Sentanuhady J., Tsukada Y., and Ohyagi S. Reinitiation process of detonation wave behind a slit-plate // Shock Waves. 2008. V. 18. P. 117–127. https://doi.org/10.1007/s00193-008-0147-9
  5. Медведев С.П., Хомик С.В., Гельфанд Б.Е. Регенерация и подавление детонации водородовоздушной смеси преградой с отверстиями // Химическая физика. 2009. Т. 28. № 12. С. 52–60.
  6. Qin H., Lee J.H.S., Wang Z., and Zhuang F. An experimental study on the onset processes of detonation waves downstream of a perforated plate // Proc. Combust. Inst. 2015. V. 35. No. 2. P. 1973–1979. https://doi.org/10.1016/j.proci.2014.07.056
  7. Шарыпов О.В., Пирогов Е.А. О механизме ослабления и срыва газовой детонации в каналах с акустически поглощающими стенками // Физика горения и взрыва. 1995. Т. 31. № 4. С. 71–76.
  8. Teodorczyk A., Lee J.H.S. Detonation attenuation by foams and wire meshes lining the walls // Shock Waves. 1995. V. 4. P. 225–236. https://doi.org/10.1007/BF01414988
  9. Radulescu M.I., Lee J.H.S. The failure mechanism of gaseous detonations: experiments in porous wall tubes // Combustion and Flame. 2002. V. 131. No. 1–2. P. 29–46. http://dx.doi.org/10.1016/S0010-2180(02)00390-5
  10. Bivol G.Yu., Golovastov S.V., and Golub V.V. Detonation suppression in hydrogen–air mixtures using porous coatings on the walls // Shock Waves. 2018. V. 28. P. 1011–1018. https://doi.org/10.1007/s00193-018-0831-3
  11. Левин В.А., Журавская Т.А. Управление детонационным горением посредством предварительной подготовки газовой смеси // Письма в ЖТФ. 2020. Т. 46. № 4. С. 40–44. https://doi.org/10.21883/PJTF.2020.04.49050.18074
  12. Журавская Т.А., Левин В.А. Управление детонационной волной в канале с препятствиями посредством предварительной подготовки газовой смеси // Изв. РАН. МЖГ. 2020. № 4. С. 59–68.
  13. Левин В.А., Журавская Т.А. Гашение детонационного горения водородно-воздушной смеси в плоском канале // Письма в ЖТФ. 2023. Т. 49. № 18. С. 42–46. https://doi.org/10.21883/PJTF.2023.18.56177.19657
  14. Журавская Т.А., Левин В.А. Разрушение детонационной волны в плоском канале с множественными барьерами // Изв. РАН. МЖГ. 2024. № 2. С. 139–149.
  15. Tropin D., Temerbekov V. Numerical simulation of detonation wave propagation through a rigid permeable barrier // Int. J. Hydrog. Energy. 2022. V. 47. No. 87. P. 37106–37124. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.08.256
  16. Yang T., He Q., Ning J., Li J. Experimental and numerical studies on detonation failure and re-initiation behind a half-cylinder // Int. J. Hydrog. Energy. 2022. V. 47. No. 25. P. 12711–12725. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.01.230
  17. Burcat A., Ruscic B. Third millennium ideal gas and condensed phase thermochemical database for combustion with updates from active thermochemical tables. Argonne National Lab. (ANL), Argonne, 2005. № ANL-05/20.
  18. Varatharajan B., Williams F.A. Chemical-kinetic descriptions of high-temperature ignition and detonation of acetylene-oxygen-diluent systems // Combustion and Flame. 2001. V. 124. № 4. P. 624–645. https://doi.org/10.1016/S0010-2180(00)00235-2
  19. Годунов С.К., Забродин А.В., Иванов М.Я., Крайко А.Н., Прокопов Г.П. Численное решение многомерных задач газовой динамики. М.: Наука, 1976. 400 c.
  20. Солоухин Р.И. Ударные волны и детонация в газах. М.: ГИФМЛ, 1963. 176 с.
  21. Lee J.H.S. The Detonation Phenomenon. Cambridge: Cambridge University Press, 2008. 388 p.
  22. Shepherd J.E. Detonation in gases // Proc. Combust. Inst. 2009. V. 32. No. 1. P. 83–98. https://doi.org/10.1016/j.proci.2008.08.006
  23. Akbar R. Mach reflection of gaseous detonations. Thesis. New York: Rensselaer Polytechnic Institute, 1997. 113 р.
  24. Митрофанов В.В., Солоухин Р.И. О дифракции многофронтовой детонационной волны // Докл. АН СССР. 1964. Т. 159. № 5. С. 1003–1006.
  25. Pintgen F., Shepherd J.E. Detonation diffraction in gases // Combustion and Flame. 2009. V. 156. No. 3. P. 665–677. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2008.09.008
  26. Bhattacharjee R.R., Lau-Chapdelaine S.S.M., Maines G., Maley L., and Radulescu M.I. Detonation re-initiation mechanism following the Mach reflection of a quenched detonation. Proc. Combust. Inst. 2013. V. 34. No. 2. P. 1893–1901. https://doi.org/10.1016/j.proci.2012.07.063
  27. Voevodin Vl., Antonov A., Nikitenko D., Shvets P., Sobolev S., Sidorov I., Stefanov K., Voevodin Vad., and Zhumatiy S. Supercomputer Lomonosov-2: Large Scale, Deep Monitoring and Fine Analytics for the User Community // Supercomputing Frontiers and Innovations. 2019. V. 6. No. 2. P. 4–11. https://doi.org/10.14529/jsfi190201

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).