入射氢/空气爆轰在细水喷雾中的熄灭
流体动力学
2021-12-08 v1
摘要
采用欧拉-拉格朗日方法进行二维数值模拟，研究化学计量比氢/空气爆轰在细水喷雾中的传播与熄灭。以水质量载荷和初始液滴尺寸为参数，建立了爆轰熄灭图谱。爆轰熄灭会发生在较大质量载荷和/或较小液滴尺寸的情况下。气相与水滴的一般特征以及局部爆轰波前结构均被良好捕捉。采用数值烟迹法刻画质量载荷与液滴尺寸对爆轰波的影响。结果还表明，爆轰胞格尺寸随质量载荷增大或液滴尺寸减小而增大。通过爆轰波前结构演化、热化学变量空间分布及相间传递速率（质量、能量和动量）对不稳态爆轰熄灭过程进行分析。此外，化学爆炸模式分析揭示：对于稳定爆轰，热失控主导马赫杆后方；而在入射波后方，自燃与热失控的化学倾向交替出现。当感应区长度因反应前（RF）与冲击波前（SF）解耦而增大时，可观察到被自燃化学爆炸模式包围的局地已燃袋状区。另外，爆轰波与水滴的相互作用表明，能量与动量传递比质量传递对 SF 和 RF 有更直接的相互作用。相间传递速率随水质量载荷增大而增大。在相同质量载荷下，液滴尺寸越小，相间传递速率越大。然而，细水滴尺寸对相间动量交换的影响有限。
引用
@article{arxiv.2103.09366,
title = {Extinction of incident hydrogen/air detonation in fine water sprays},
author = {Yong Xu and Majie Zhao and Huangwei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.09366},
year = {2021}
}