Influence of radiation absorption by microparticles on the flame velocity and combustion regimes

Abstract

Тепловое излучение горячих продуктов горения практически не влияет на распространение пламени в газовой среде. Мы рассматриваем иную ситуацию, когда даже небольшая концентрация взвешенных в газе микрочастиц поглощает тепловое излучение и, передавая его газу, нагревает газовую смесь перед фронтом волны горения. В зависимости от реактивности газовой смеси и величины нормальной скорости ламинарного пламени нагрев смеси перед фронтом пламени может приводить либо к умеренному в случае быстрого пламени, либо к значительному в случае медленного пламени увеличению скорости волны горения. Для достаточно медленного пламени перенос тепла излучением от продуктов горения может стать доминирующим механизмом по сравнению с обычной молекулярной теплопроводностью, определяющим структуру и скорость волны горения. Показано, что при неоднородном в пространстве перед фронтом пламени распределения частиц радиационный нагрев приводит к формированию градиента температуры, который в свою очередь может приводить к зажиганию различных режимов горения в зависимости от длины поглощения. В соответствии с градиентным механизмом Зельдовича при этом могут формироваться как режимы медленного горения, так и детонация. Зажигание различных режимов распространения волн горения в зависимости от величины длины поглощения излучения иллюстрируется на примере водород-кислородного пламени.