Исследование интенсивности теплообмена прямого и обращенного пламени на продольном стабилизаторе
https://doi.org/10.35266/1999-7604-2025-3-10
Аннотация
В статье представлено исследование механизмов обращения и опрокидывания пламени, а также их влияние на процессы теплообмена в камере сгорания. В качестве объекта анализа рассмотрена конфигурация стабилизированного пламени предварительно перемешанной газовоздушной смеси. Показано, что явление опрокидывания пламени способствует формированию вихревых структур, которые существенно усиливают теплообменные процессы. Анализ температурных зависимостей демонстрирует значительное увеличение интенсивности теплообмена при инверсии пламени, это открывает перспективы для оптимизации энергетических систем с целью повышения их эффективности.
Ключевые слова
стабилизация пламени,
газовая смесь,
вихревые структуры,
неустойчивость,
тепломассоперенос,
калориметр,
гидродинамика
Об авторах
М. М. Алексеев
Сургутский государственный университет, г. Сургут
Россия
Россия
кандидат физико-математических наук, доцент
О. Ю. Семенов
Сургутский государственный университет, г. Сургут
Россия
Россия
кандидат физико-математических наук, доцент
Список литературы
1. Brailovsky I., Sivashinsky G. On stabilization and blowoff of inverted spherical flames // Combustion Science and Technology. 1997. Vol. 122, no. 1–6. P. 95–111. https://doi.org/10.1080/00102209708935606.
2. Dakka S. M. Numerical analysis of flame characteristics and stability for conical nozzle burner // Journal of Thermal Engineering. 2019. Vol. 5, no. 5. P. 422–445. https://doi.org/10.18186/thermal.624070.
3. Шошин Ю. Л., Гоэй Л. П. Х. О корреляции между пределами стабилизации обращенного пламени и градиентом скорости вблизи поверхности стабилизатора // Физика горения и взрыва. 2015. Т. 51, № 5. С. 13–21. https://doi.org/10.15372/FGV20150502.
4. Алексеев М. М., Семенов О. Ю. Визуализация структуры обращенного пламени // Россия молодая : сб. материалов XVI Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых с международным участием, 16–19 апреля 2024 г., г. Кемерово. Кемерово : Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева, 2024. C. 021218.1–021218.4.
5. Kedia K. S., Ghoniem A. F. Mechanisms of stabilization and blowoff of a premixed flame downstream of a heat-conducting perforated plate // Combustion and Flame. 2012. Vol. 159, no. 3. P. 1055–1069. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2011.10.014.
6. Алексеев М. М., Семенов О. Ю. Физическое моделирование тюльпанообразного пламени при горении газов в цилиндрической вертикальной трубе // Вестник кибернетики. 2021. № 1. С. 63–70. https://doi.org/10.34822/1999-7604-2021-1-63-70.
7. Ефимова А. В., Жилкин Б. П., Шевелев М. М. и др. Тепловизионная идентификация структуры турбулентной воздушной струи при ее взаимодействии с приемником потока // Альтернативная энергетика и экология. 2012. № 4. С. 87–90.
8. Дулин В. М., Маркович Д. М., Токарев М. П. и др. Применение современных оптических методов для диагностики и пространственной структуры турбулентных пламен // Автометрия. 2012. № 3. С. 22–32.
9. Li J., Acharya S. Flame stabilization through forcing: Velocity measurements // Combustion Science and Technology. 2000. Vol. 152, no. 1. P. 1–21. https://doi.org/10.1080/00102200008952124.
10. Алексеев М. М., Семенов О. Ю. Изучение распространения пламени в расширяющейся сфере // Вестник кибернетики. 2022. № 3. С. 75–83. https:// doi.org/10.34822/1999-7604-2022-3-75-83.
11. Vance F. H., Shoshin Y., Goey L. P. H. et al. Flame stabilization regimes for premixed flames anchored behind cylindrical flame holders // Proceedings of the Combustion Institute. 2021. Vol. 38, no. 2. P. 1983–1992. https://doi.org/10.1016/j.proci.2020.07.008.
12. Su H., Wu Y., Yan J. et al. Experimental study on chemiluminescence properties of ammonia-methane non-premixed laminar flames // Energies. 2025. Vol. 18, no. 2. P. 1–13. https://doi.org/10.3390/en18020402.
13. Kazemimanesh M., Moallemi A., Thomson K. et al. A novel miniature inverted-flame burner for the generation of soot nanoparticles // Aerosol Science and Technology. 2019. Vol. 53, no. 2. P. 184–195. https://doi.org/10.1080/02786826.2018.1556774.
14. Балабанов Р. А. Изучение влияния трехмерности на стабилизацию фронта пламени в дозвуковом течении с перемешанным горением // Горение и взрыв. 2024. Т 17, № 4. С. 15–28. https://doi.org/10.30826/CE24170402.
15. Rabee B. A. The effect of inverse diffusion flame burner-diameter on flame characteristics and emissions // Energy. 2018. Vol. 160. P. 1201–1207. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.07.061.
Рецензия
Для цитирования:
Алексеев М.М., Семенов О.Ю. Исследование интенсивности теплообмена прямого и обращенного пламени на продольном стабилизаторе. Вестник кибернетики. 2025;24(3):91-97. https://doi.org/10.35266/1999-7604-2025-3-10
For citation:
Alekseev M.M., Semenov O.Yu. Study on heat exchange rate of direct and inverted flame on longitudinal flame holder. Proceedings in Cybernetics. 2025;24(3):91-97. (In Russ.) https://doi.org/10.35266/1999-7604-2025-3-10
Просмотров:
17
Послать статью по эл. почте 