Отправить статью по E-mail О критериях самовоспламенения водорода при его истечении из баллона под высоким давлением
- Авторы: Смыгалина А.Е.1, Киверин А.Д.1
-
Учреждения:
- Объединенный институт высоких температур Российской академии наук
- Выпуск: Том 16, № 3 (2023)
- Страницы: 3-9
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/2305-9117/article/view/289182
- DOI: https://doi.org/10.30826/CE23160301
- EDN: https://elibrary.ru/FGVIUN
- ID: 289182
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Представлены результаты численного моделирования истечения сильно сжатого водорода в воздух с последующим самовоспламенением. Рассмотрены две постановки задачи: истечение через щель из трубы/баллона в пространство с преградой и истечение через две щели, разнесенные в пространстве. Моделирование проводилось в двумерной постановке в декартовых координатах. В рамках первой постановки варьировались начальное давление водорода и расстояние до преграды, полуширина щели составляла 1 мм. В рамках второй постановки варьировались размеры щелей и расстояние между ними, начальное давление водорода составляло 350 атм. Показано, что указанные параметры задачи определяют режимы истечения водорода: с воспламенением и без воспламенения. В первой постановке наблюдаются два режима истечения с воспламенением: до подхода струи к стенке и в результате отражения потока от нее. Полученные результаты могут представлять интерес для разработки систем безопасного использования водорода.
Об авторах
Анна Евгеньевна Смыгалина
Объединенный институт высоких температур Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: smygalina-anna@yandex.ru
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник
Россия, МоскваАлексей Дмитриевич Киверин
Объединенный институт высоких температур Российской академии наук
Email: alexeykiverin@gmail.com
доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией
Россия, МоскваСписок литературы
- Wolanski P., Wojcicki S. Investigation into the mechanism of the diffusion ignition of a combustible gas flowing into an oxidizing atmosphere // P. Combust. Inst., 1973. Vol. 14. P. 1217–1223.
- Lee H. J., Park J. H., Kim S. D., Kim S., Jeung I. S. Numerical study on the spontaneous-ignition features of high-pressure hydrogen released through a tube with burst conditions // P. Combust. Inst., 2015. Vol. 35. No. 2. P. 2173–2180. doi: 10.1016/j.proci.2014.07.055.
- Xu X., Jiang J., Jiang Y., Wang Z., Wang Q., Yan W., Pan X. Spontaneous ignition of high-pressure hydrogen and boundary layer characteristics in tubes // Int. J. Hydrogen Energ., 2020. Vol. 45. No. 39. P. 20515–20524. doi: 10.1016/j.ijhydene.2020.02.060.
- Gong L., Duan Q., Liu J., Li M., Jin K., Sun J. Experimental investigation on effects of CO additions on spontaneous ignition of high-pressure hydrogen during its sudden release into a tube // Int. J. Hydrogen Energ., 2019. Vol. 44. No. 13. P. 7041–7048. doi: 10.1016/ j.ijhydene.2019.01.197.
- Golovastov S. V., Bocharnikov V. M., Samoilova A. A. Experimental investigation of influence of methane additions on spontaneous self-ignition of pulsed jet of hydrogen // Int. J. Hydrogen Energ., 2016. Vol. 41. No. 30. P. 13322–13328. doi: 10.1016/j.ijhydene.2016.06.148.
- Wen J. X., Xu B. P., Tam V. H. Y. Numerical study on spontaneous ignition of pressurized hydrogen release through a length of tube // Combust. Flame, 2009. Vol. 156. No. 11. P. 2173–2189. doi: 10.1016/j.combustflame.2009.06.012.
- Wang Z., Pan X., Jiang Y., Wang Q., Yan W., Xiao J., Jordan T., Jiang J. Experiment study on the pressure and flame characteristics induced by high-pressure hydrogen spontaneous ignition // Int. J. Hydrogen Energ., 2020. Vol. 45. No. 35. P. 18042–18056. doi: 10.1016/ j.ijhydene.2020.04.051.
- Golub V. V., Baklanov D. I., Bazhenova T. V., Bragin M. V., Golovastov S. V., Ivanov M. F., Volodin V. V. Shock-induced ignition of hydrogen gas during accidental or technical opening of high-pressure tanks // J. Loss Prevent. Proc., 2007. Vol. 20. No. 4–6. P. 439–446. doi: 10.1016/j.jlp.2007.03.014.
- Голуб В. В., Баженова Т. В., Ласкин И. Н., Сёмин Н. В. Диффузионное самовоспламенение водорода, возникающее при истечении его из блока сопел // Письма в ЖТФ, 2009. Т. 35. № 5. С. 8–13.
- Белоцерковский О. М., Давыдов Ю. М. Метод крупных частиц в газовой динамике. — М.: Наука, 1982. 392 с.
- Conaire M., Curran H. J., Simmie J. M., Pitz W. J., Westbrook C. K. A comprehensive modeling study of hydrogen oxidation // Int. J. Chem. Kinet., 2004. Vol. 36. No. 11. P. 603–622. doi: 10.1002/kin.20036.
- Варнатц Ю., Маас У., Диббл Р. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ / Пер. с англ. — М.: Физматлит, 2006. 352 с. ( Warnatz J., Maas U., Dibble R. W. Combustion. Physical and chemical fundamentals, modeling and simulations, experiments, pollutant formation. — New York, NY, USA: Springer, 2001. 378 p.)
Дополнительные файлы
