Измерение пределов воспламенения водородо-воздушных смесей и водород-кислородных смесей в падающей ударной волне в ударной трубе


Просмотр статьи
PDF, 363,1 КБ

Measurement of ignition limits of hydrogen-air and hydrogen-oxygen mixtures behind the front of an incident shock wave

The studies of ignition of hydrogen-air and hydrogen-oxygen mixtures behind an incident shock wave in a shock tube was made. The limits of ignition of these mixtures behind a wavefront in an interval of temperatures Т = 500-1010 K and pressures Р = 0.02-10.8 atm are spotted. The much smaller values of temperature of ignition of these mixtures recorded in comparison with classical datas Lewis B., Elbe G. and results of experiments, obtained in reflected shock waves. The times of an induction of ignition of the specified mixtures measured in an incident shock wave are much less, rather than in refiltered waves.

shock waves, shock tube, the hydrogen-air mixture combustion, detonation, limits ignition delay times


Том 15, выпуск 3, 2014 год



Проведены исследования воспламенения водородо-воздушных и водород-кислородных смесей за падающей ударной волной в ударной трубе. Определены пределы воспламенения этих смесей за фронтом волны в интервале температур Т = 500-1010 K и давлений Р = 0.02-10.8 атм. Зарегистрированы существенно меньшие значения температуры воспламенения этих смесей по сравнению с классическими данными Льюиса, Эльбе и результатами экспериментов, полученными в отраженных ударных волнах. Времена индукции воспламенения указанных смесей измеренные в падающей ударной волне значительно меньше, нежели в отраженных волнах.

ударные волны, ударные труба, водородо-воздушные смеси, горение, детонация, пределы воспламенения, времена задержки


Том 15, выпуск 3, 2014 год



1. Lewis B., Elbe G. Combustion, flames and explosions of gases. Cambridge, 1938.
2. Налбандян А.Б. Кинетика окисления водорода внутри области низкотемпературного воспламенения. // Физ. хим. Т. 19, № 4, 1945, с 201.
3. Кондратьев В.Н. Измерение пределов воспламенения при струйном методе. ДАН СССР Т. 49, № 2, 1945, с.116.
4. Lewis B., Elbe G. von. Combustion Flame and Explosions of Gases. N.Y., Academic Press, 1951.
5. Иванова А.Н., Андрианова З.С., Азатян В.В. Применение общего подхода к получению пределов воспламенения в реакции окисления водорода // Хим. физика. 1998, Т. 17, № 8, с. 91.
6. Солоухин Р.И., Воеводский В.В. О механизме и пределах цепного самовоспламенения водорода с кислородом в ударных волнах // Доклады Академии наук СССР, 1964, Т. 154, № 6, с.1425.
7. Snyder AD, Robertson J, Zanders DL, Skinner GB (1965) Shock tube studies of fuel-air ignition characteristics. Report AFAPL-TR-65-93.
8. Craig RR (1966) A shock tube study of the ignition delay of hydrogen-air mixtures near the second explosion limit. Report AFAPL-TR-66-74.
9. Just T, Schmalz F (1968) Measurements of ignition delays of hydrogen-air mixtures under simulated conditions of supersonic combustion chambers. AGARD CP No 34, Part 2, Paper.
10. Мартыненко В.В., Пенязьков О.Г., Раготнер К.А., Шабуня С.И. // Высокотемпературное воспламенение водорода и воздуха при повышенных давлениях за отраженной ударной волной. Инж.- физ. жур.2004, Т.77, № 4, с. 100.
11. Гельфанд Б.Е., Медведев С.П., Поленов А.Н., Хомик С.В., Бартенев А.М. // Основные режимы самовоспламенения и условия их реализации в горючих газовых смесях. Физика горения и взрыва,1997, Т. 33, № 2, с. 3.
12. Павлов В.А., Шаталов О.П. Измерение времени индукции воспламенения водород-кислородных смесей за фронтом падающей ударной волны. // Кинетика и Катализ. 2011, том 52, № 2, с. 163-172.
13. Великодный В.Ю. О влиянии движения газа на кинетику физико-химических превращений // ЖТФ. 1989, Т. 59, вып.12, С. 126-129.
14. Козлов П.В., Лосев С.А., Романенко Ю.В. Поступательная неравновесность во фронте ударной волны в смеси аргона и гелия // Письма в ЖТФ, 2000, Т. 26, вып. 22, С. 69-739.
15. Топчиян М.Е. К энергетическим соотношениям в ударных и детонационных волнах. // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2005. Том 3.
http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2005-11-21-001.pdf
16. Сазонов А.Ю., Шуть Н.В. Численное исследование поступательной неравновесности за фронтом ударной волны. // Журнал технической физики, 2005, Т. 74, вып. 6, с. 20.
17. Диваков О.Г., Еремин А.В., Зиборов В.С., Фортов В.Е. Неравновесное воспламенение кислородо-водородных смесей во фронте слабой ударной волны. // Доклады Академии Наук, 2000, Т. 373, № 4, С. 487-490.
18. Козлов П.В., Лосев С.А., Романенко Ю.В. Измерение времени индукции реакции Н2+О2 инициированной ударной волной в стехиометрической смеси // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2011. Т. 12, http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2011-09-01-002.pdf
19. Попов Н.А. Влияние неравновесного возбуждения на воспламенение водород-кислородных смесей. Теплофизика высоких температур, 2007, Т. 45, № 2, С. 296-315.
20. Martin W.A., An axperimental study of the boundary layer behind a movingplane shock wave. UTIA, Report, № 47, May, 1957.
21. Griem H.R., Kolb A.C., Shen K.Y., Phys.Rev, 116, № 1, 4, 1960.
22. Павлов В.А. Некоторые особенности измерения и интерпретации времени индукции воспламенения водородо-кислородных смесей за фронтом ударной волны // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2009. Том 8. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2009-03-12-002.pdf
23. Pang G.A., Davidson D.F., Hanson R.K. Experimental study and modeling of shock tube ignition delay times for hydrogen–oxygen–argon mixtures at low temperatures // Proceedings of the Combustion Institute 32 (2009) 181–188.