Влияние положения точки зажигания и наличия препятствий на дефлаграцию вентилируемого метановоздушного потока

Проведено исследование вентилируемого взрыва $9\%$-й метановоздушной смеси при переднем, центральном и заднем расположении точки зажигания в прямоугольной емкости объемом $1$ м$^3$ в присутствии и в отсутствие препятствий в виде цилиндров, расположенных параллельно направлению вентилирования. Наблюдались три пика давления $P_1$, $P_2$ и $P_{ext}$, соответствующие срыву вентилирования, пламеакустическому взаимодействию и внешнему взрыву. Пик давления $P_1$ возникал во всех экспериментах и был нечувствителен к положению точки зажигания, но в присутствии препятствий его величина возрастала. Пик давления $P_2$ появлялся только в случаях центрального и переднего положения точки зажигания в отсутствие препятствий. Пик давления $P_{ext}$ наблюдался в опытах с задним расположением точки зажигания и увеличивался в присутствии препятствий. Длительность осцилляций Гельмгольца была больше при переднем положении точки зажигания, а присутствие препятствий слабо влияло на их частоту.
Сравнение результатов моделирования временных зависимостей давления и распространения пламени в программе FLACS с экспериментальными результатами подтвердило возможность использовать эту программу для предсказания свойств вентилируемого взрыва метановоздушной смеси. Программа FLACS в основном предсказывает форму кривых избыточного давления. В присутствии препятствий моделирование лучше соответствует эксперименту, так как FLACS не предсказывает пик давления $P_2$, вызываемый пламеакустическими взаимодействиями. Моделирование удовлетворительно согласуется с экспериментом в случае заднего зажигания, так как величина пика давления $P_{ext}$ и влияние препятствий на $P_{ext}$ были рассчитаны с хорошей точностью. Поведение пламени, рассчитанное по программе FLACS, соответствовало экспериментальному, но расчеты не воспроизводили влияние неустойчивости Тейлора на пламя.