氢气/空气混合物中传播爆轰波与水喷雾云之间的相互作用
流体动力学
2022-02-09 v1
摘要
抑制氢气爆炸对其广泛应用至关重要，而细水喷雾因诸多优势成为一种理想的抑爆剂。本文对传播中的氢气/空气爆轰波与圆形水云之间的相互作用进行了数值研究。采用涉及气液两相双向耦合的欧拉-拉格朗日方法，并采用二维构型。考虑了不同的液滴（直径、浓度）和云（直径）特性。结果表明，液滴尺寸、浓度和云半径对爆轰波峰值压力轨迹有显著影响。与云相互作用后，爆轰波呈现三种传播模式：扰动传播、背风重起爆和爆轰熄灭。从气相与液滴量的非定常演化分析了背风重起爆。云内折射爆轰波发生解耦，且传播速度慢于云外爆轰波。爆轰重起爆源于局部热点，该热点由上、下绕射爆轰波的激波聚焦所致。当爆轰波穿过云时水 droplets 发生破碎，并因两流体有效密度差异观察到多相界面不稳定性。此外，在考虑不同水云尺寸时观察到爆轰熄灭。其特征是爆轰通过云时峰值压力轨迹迅速衰减，且激波聚焦区无局部自燃。还研究了熄灭过程中受冲击区热化学结构的演化。此外，进行了考虑不同液滴浓度和云半径的参数研究。
引用
@article{arxiv.2202.03675,
title = {Interactions between a propagating detonation wave and water spray cloud in hydrogen/air mixture},
author = {Yong Xu and Huangwei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.03675},
year = {2022}
}