The change of deflagration to detonation transition by wall cooling effect in ethylene-air mixture

에틸렌-공기 혼합물에서 벽면 온도 감소에 의한 연소폭발천이 현상 변화

This paper presents a numerical investigation of deflagration to detonation transition (DDT) induced by shock wave and flame interaction in ethylene-air mixtures. Also shows the change of DDT triggering time by wall cooling effect. A model is consisted of the compressible reactive Navier-Stokes equations. And the effect of viscosity, thermal conduction, molecular diffusion, chemical reaction and wall effect are included. Using this model, the generation of hot spot by repeated shock and flame interaction, occurrence of detonation, and wall cooling effect of detonation confining boundaries are studied.

본 연구에서는 에틸렌-공기 혼합물에서의 충격파에 의해 유도되는 화염폭발천이현상을 수치적 계산을 통하여 살펴본다. 연구에 사용된 모델은 점성력, 열전단, 몰질량 확산, 그리고 화학 반응을 고려한 Navier-Stokes 방정식으로 관 내부 유동을 해석하였다. 반복되는 압력파와 화염의 상호 작용에 의해 발생되는 화염의 불안정성에 의해 화염면이 증가하게 되는데 이를 통해 화학 반응률의 증가와 더불어 연소열의 상승하게 된다. 이러한 과정들이 반복되면서 발생할 수 있는 연소폭발천이 현상을 벽면 온도 조건의 변화(단열조건과 일정한 온도 조건)에 따라 어떻게 변화 되는지를 모델링하였다.