Influence of exhaust gas on detonation propensity of a mixture of carbon monoxide, hydrogen and air

Agnieszka Jach , Andrzej Teodorczyk

Abstract

A detonation is the strongest form of all gas explosions. The ease with which a flammable mixture can be detonated (detonability) commonly and traditionally is classified by a detonation cell width λ and an ignition delay time behind the detonation leading shock τ. Additionally, two more parameters were proposed 3 years ago -  and RSB, which inform about regularity of a detonation structure. The problem of a detonation is significant in industry, in particular in power engineering, where restricted emission standard impose to introduce hydrogen-rich fuels, such as syngas. The most possible initiation of a detonation in industrial conditions is deflagration to detonation transition (DDT), where a deflagration under some conditions (obstacles, confinement, etc.) accelerates and a transition to a detonation takes places. In industry this acceleration of a flame may progress in initially smoke-filled space. The goal of this paper is to analyze influence of exhaust gas on detonation propensity of a mixture of carbon monoxide and hydrogen. The analysis concerns the detonation cell width λ, ignition delay time τ, RSB and  parameters. The composition of exhaust gas is calculated by setting it to a state of chemical equilibrium. Combustion temperature influence on exhaust gas composition is assessed. Species which have the strongest influence on detonability are assessed. Computations are performed with the use of Cantera tool.
Author Agnieszka Jach ITC
Agnieszka Jach,,
- The Institute of Heat Engineering
, Andrzej Teodorczyk ITC
Andrzej Teodorczyk,,
- The Institute of Heat Engineering
Journal seriesJournal of KONES, ISSN 1231-4005, e-ISSN 2354-0133
Issue year2016
Vol23
No2
Pages155-162
Publication size in sheets0.5
Keywords in Polishdetonacyjność, gaz syntezowy, X, RSB, szerokość komórki detonacji, gazy spalinowe, produkty spalania
Keywords in Englishdetonation propensity, syngas, χ, RSB, detonation cell width, exhaust gas, combustion productss
Abstract in PolishDetonacja jest najsilniejszym rodzajem wybuchu. Łatwość z jaką mieszanina palna może być zdetonowana (detonacyjność) tradycyjnie klasyfikowana jest przez szerokość komórek detonacji λ i czas opóźnienia samozapłonu za wiodącą falą uderzeniową τ. Dodatkowo, dwa dodatkowe parametry zostały zaproponowane 3 lata temu - X oraz RSB, które informują o regularności struktury detonacji. Problem detonacji jest istotny w przemyśle, w szczególności w energetyce, gdzie restrykcyjne normy emisji wymuszają wprowadzanie paliw bogatych w wodór, takich jak syngaz. Najbardziej prawdopodobna inicjacja detonacji w warunkach przemysłowych może zajść przez przejście deflagracji do detonacji (DDT), gdzie fala deflagracyjna w pewnych warunkach (przeszkody, zamknięta przestrzeń, itd.) przyśpiesza i dochodzi do detonacji. W warunkach przemysłowych, to przyśpieszenie płomienia może zajść w początkowo zadymionym pomieszczeniu. Celem tego artykuły jest analiza wpływu spalin na detonacyjność mieszaniny tlenku węgla, wodoru i powietrza (syngazu i powietrza). Analiza dotyczy szerokości komórek detonacji λ, czasu opóźnienia samozapłonu τ i paramentrów X oraz RSB. Skład spalin jest wynikiem obliczenia równowagi chemicznej mieszaniny syngazu i powietrza. W wyniku wpływ temperatury na skład spalin jest określony. Wyznaczono składnik spalin, który ma najsilniejszy wpływ na detonacyjność mieszaniny. Obliczenia zostały przeprowadzone w programie Cantera w środowisku Matlab
DOIDOI:10.5604/12314005.1213584
URL http://www.kones.eu/ep/2016/vol23/no2/155-162_J_O_KONES_2016_No._2_Vol._23_ISSN_1231-4005_JACH.pdf
Internal identifierZSL
Languageen angielski
Score (nominal)14
ScoreMinisterial score = 14.0, 28-11-2017, ArticleFromJournal
Ministerial score (2013-2016) = 14.0, 28-11-2017, ArticleFromJournal
Citation count*0
Cite
Share Share



* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back