Badania eksperymentalne i numeryczne detonacji mieszanin wodorowo-powietrznych

Wyznaczono parametry detonacji mieszanin wodorowo-powietrznych w szerokim zakresie stężeń wodoru w powietrzu (15–60% obj.). Stanowisko eksperymentalne składało się z rury detonacyjnej o średnicy wewnętrznej 0,17 m i długości 9,0 m, zamkniętej z obu stron, sekcji napędzającej o długości 0,6 m, umieszczonej wewnątrz kanału, oraz systemu akwizycji danych (czujniki ciśnienia, sondy jonizacyjne). Do zmierzenia wielkości komórek detonacyjnych wykorzystano folię z naniesioną sadzą. Celem badań było znalezienie górnej i dolnej granicy spalania detonacyjnego, a także wyznaczenie charakterystycznych wielkości komórek detonacyjnych oraz prędkości propagacji fali detonacyjnej. Teoretyczne parametry detonacji (prędkość propagacji i czas indukcji) określono na podstawie modelu Zeldovicha, von Neumanna i Doringa (ZND). Badania eksperymentalne wykorzystano do walidacji symulacji numerycznej przeprowadzonej w programie OpenFoam. Wyniki obliczeń porównano z danymi eksperymentalnymi. Model bazował na równaniach Naviera i Stokesa uśrednionych metodą Reynoldsa (RENS) oraz równaniu transportu, w którym człon źródłowy odpowiadał za samozapłon mieszaniny.

---

H₂-air mixts. (H₂ content 15–60% by vol.) were detonated to det. the wave propagation rate and induction time. The exptl. data were used for validation of a numerical simulation. A good agreement of the data was achieved.