Catalytic combustion in stagnation-point flow

Abstract

Abstract. Catalytic ignition and extinction processes are analyzed in this paper. The premixed fuel flows towards a catalytic plate of finite thermal conductivity and thickness. The effect of the external heating or cooling on these critical phenomena is also evaluated. Depending on the ratio of the thermal resistance of the plate to the gas, the transition to the weakly reactive to the strong reactive flow can be single or multivalued, for a high activation energy of the catalytic reaction. Analytical expressions for the critical Damk6hler numbers for ignition and extinction are obtained. Also, transient processes leading to catalytic ignition are studied and ignition times for a catalytic adiabatic plate are obtained. Katalytische Verbrennung in StaupunktstriJmungenZusammenfassung. Es werden die Vorg[inge bei katalytischer Entztindung und Erl6schung untersucht. Dabei str6mt der vorgemischte Brermstoff gegen eine katalytische Platte endlicher W~irmeleitf~ihigkeit und Dicke, Der EinfluB yon externer Heizung oder Kiihlung auf diese kritischen Ph~inomene wird ebenfalls berechnet. AbNingig vom Verh~iltnis des thermischen Widerstandes der Platte zu dem des Gases kann der Ubergang yon einer schwach reagierenden zur stark reagierenden Str6mung bei hoher Aktivierungsenergie der katalytischen Reaktion einfach oder mehrwertig sein. Es werden analytische Ausdrficke ftir die kritische Damk6hlerzahl fiir Entziindung und Erl6schung erzielt. Zudem werden transiente Prozesser, die zur katalytischen Entztindung ftthren, untersucht und die Ziindzeiten bei einer adiabaten katalytischen Platte angegeben.