细水雾帘熄灭甲烷爆轰的临界条件与瞬态演化
流体动力学
2021-10-13 v1
摘要
采用欧拉-拉格朗日方法与详细化学反应机理进行二维数值模拟，研究甲烷爆轰穿越有限厚度水帘的传播。通过针对不同水质量载荷与液滴尺寸的参量模拟，确定了喷洒液滴水帘的临界长度。借助峰值压力轨迹与平均放热率时程考察水帘长度对甲烷爆轰的影响。结果表明，水帘不仅抑制入射爆轰波，还阻止入射波淬熄后的爆轰再点燃。此外，分析了气态甲烷爆轰对水帘的非定常响应。亦捕捉到临界载荷附近水帘后方的爆轰重起爆过程。另外，讨论了细水液滴抑制爆轰的机理。发现当爆轰波进入水帘区时能量与动量交换立即开始，但因液滴加热时长有限，质量传递远滞后于爆轰波启动。表明水液滴的对流换热在淬熄爆轰中起着显著作用。
引用
@article{arxiv.2110.05834,
title = {Critical condition and transient evolution of methane detonation extinction by fine water droplet curtains},
author = {Jingtai Shia and Yong Xu and Wanxing Ren and Huangwei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.05834},
year = {2021}
}