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Book Caract  risation du m  lange et de la combustion dans une configuration de jet hydrogene air subsonique    haute vitesse

Download or read book Caract risation du m lange et de la combustion dans une configuration de jet hydrogene air subsonique haute vitesse written by Marie Théron and published by . This book was released on 2005 with total page 348 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail a été entrepris dans le cadre de l’optimisation de la combustion hydrogène/air dans les chambres de combustion de propulseurs aérobies. On s’attache initialement à caractériser expérimentalement le mélange et la combustion dans un jet d’hydrogène issu d’une fente dans un co-courant d’air (configuration nominale). Le comportement du jet inerte s’approche de celui du jet fortement advecté. En conditions réactives, il est plutôt caractéristique de la transition entre jet faiblement et fortement advecté, du fait de la présence d’un fort gradient de pression favorable induit par le dégagement de chaleur. Le jet réactif est également caractérisé par la présence d’un mouvement cohérent de pulsation longitudinale de fréquence 700Hz. Plusieurs facteurs traduisent un mélange moins effectif par rapport au cas inerte. La topologie de la zone de réaction est étudiée, et l’évaluation du taux de combustion justifie l’étude de dispositifs passifs augmentateurs de mélange pour l’optimisation de la combustion, sous forme de pattes inclinées placées aux bords de fuite de l’injecteur, génératrices de vorticité longitudinale. Une étude numérique met en exergue les phénomènes mis en jeu ainsi que l’influence de l’inclinaison des pattes sur le mélange résultant en conditions inertes. Une étude expérimentale du cas réactif met en évidence une efficacité certaine des pattes. Enfin, les perspectives de ce travail concernent essentiellement l’amélioration des dispositifs « hypermélangeurs », et notamment leur modification pour la résolution des problèmes d’accrochage de flamme rencontrés.

Book Etude du m  lange et de la combustion dans les flammes jets subsoniques    haute vitesse

Download or read book Etude du m lange et de la combustion dans les flammes jets subsoniques haute vitesse written by John Grondin and published by . This book was released on 2009 with total page 227 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail a été entrepris dans le cadre de l'optimisation de la combustion des flammes jets dans les chambres de combustion de propulseurs aérobie. L'étude porte sur la caractérisation expérimentale de l'influence du rapport de vitesse r=Uair/Ucombustible, du rapport de masse volumique s=þair/þcombustible, ainsi que de la nature du combustible (H2 et mélange CH4/H2) sur le mélange et la combustion. Il apparaît que le rapport s n'influe pas sur le mélange, alors qu'une diminution du rapport r entraîne une augmentation du mélange. La nature du combustible (composition du mélange) n'a pas non plus d'influence sur le mélange. On observe ainsi un mélange principalement piloté par le mélange aérodynamique (diffusion moléculaire négligeable devant la diffusion turbulente). L'étude de la combustion a montré que les rapports r et s n'ont pas d'influence sur le taux de combustible brûlé. Contrairement à la composition chimique du mélange, où l'on observe une diminution du taux de combustible brûlé avec l'introduction du méthane dans le mélange. Du fait d'une cinétique chimique plus lente du CH4, on voit apparaître des extinctions locales de la flamme. Elles sont d'autant plus importantes que la proportion de CH4 augmente. L'étude du dégagement de chaleur dans le cas de la flamme H2/air révèle que la diminution du rapport r entraîne une augmentation de ce dernier. Enfin nous avons pu mettre en évidence une longueur de combustion conditionnée par la présence du confinement (via l'accélération des écoulements extérieurs).

Book Etude num  rique d une couche de m  lange supersonique d hydrog  ne et d air

Download or read book Etude num rique d une couche de m lange supersonique d hydrog ne et d air written by Michel René-Corail and published by . This book was released on 1995 with total page 166 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE MEMOIRE PRESENTE UNE ETUDE NUMERIQUE DE LA COMBUSITON DANS DEUX CONFIGURATIONS DE BASE, LA COUCHE DE MELANGE ET LES JETS CONCENTRIQUES, LORSQUE LA COMBUSTION RESULTE DU MELANGE DE DEUX ECOULEMENTS SUPERSONIQUES CONTENANT L'UN L'OXYDANT, L'AUTRE LE COMBUSTIBLE. LE PREMIER CHAPITRE EST CONSACRE A LA FORMULATION MATHEMATIQUE DU PROBLEME ET AUX SIMPLIFICATIONS QU'IL EST LEGITIME D'Y INTRODUIRE (PARABOLISATION DU SYSTEME D'EQUATIONS) ET QUE NOUS UTILISERONS DANS CE TRAVAIL. NOUS Y PRESENTONS AUSSI LE CODE DE CALCUL QUE NOUS AVONS DEVELOPPE POUR CONDUIRE CETTE ETUDE. DANS LE SECOND CHAPITRE, NOUS PRESENTONS UNE ETUDE SYSTEMATIQUE DE L'INFLUENCE DES PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES ET AERODYNAMIQUE DE L'ECOULEMENT, SUR LES CONDITIONS D'ALLUMAGE ET LA STRUCTURE DE LA COMBUSTION DANS LES COUCHES DE MELANGE ET LES JETS UTILISANT POUR CETTE ETUDE UNE MODELISATION DU PROCESSUS CHIMIQUE PAR UNE REACTION GLOBALE. LE TROISIEME CHAPITRE EST CONSACRE A L'ETUDE DES CONFIGURATIONS DE COUCHES DE MELANGE ET DE JETS LORSQUE LE COMBUSTIBLE EST DE L'HYDROGENE ET L'OXYDANT DE L'AIR. CETTE ETUDE PREND EN COMPTE UNE CINETIQUE CHIMIQUE REALISTE MULTIREACTIONNELLE (38 REACTIONS ELEMENTAIRES) ET MULTI-ESPECES (9 ESPECES). NOUS MONTRONS QUE POUR CES REACTIFS, LA ZONE DE COMBUSTION PRESENTE UNE STRUCTURE TRES PARTICULIERE, STRUCTURE QUE NOUS EXPLIQUONS A PARTIR DES SPECIFICITES DE LA CINETIQUE CHIMIQUE DES REACTIONS DE L'HYDROGENE DANS L'AIR ET DES PROPRIETES DE TRANSPORT DE CES DEUX REACTIFS. L'ETUDE DE L'INFLUENCE DU DIFFERENTIEL DE VITESSE ENTRE LES ECOULEMENTS D'HYDROGENE ET D'AIR MET EN EVIDENCE UN COMPORTEMENT NON MONOTONE DE LA LONGUEUR D'INDUCTION DU A L'INFLUENCE DE LA DISSIPATION VISQUEUSE. DANS LE QUATRIEME CHAPITRE, NOUS PRECISONS L'INFLUENCE EXERCEE SUR LES RESULTATS PAR LA PARABOLISATION DU SYSTEME D'EQUATIONS

Book Survey of Hydrogen Combustion Properties

Download or read book Survey of Hydrogen Combustion Properties written by Isadore L. Drell and published by . This book was released on 1957 with total page 92 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This literature survey digest of hydrogen-air combustion fundamentals presents data on flame temperature, burning velocity, quenching distance, flammability limits, ignition energy, flame stability, detonation, spontaneous ignition, and explosion limits. The data are assessed, recommended values are given, and relations among various combustion properties are discussed. New material presented includes: theoretical treatment of variation in spontaneous ignition lag with temperature, pressure, and composition, based on reaction kinetics of hydrogen-air composition range for 0.01 to 100 atmospheres and initial temperatures of 0 degrees to 1400 degrees k.

Book Mod  lisation et   tude num  rique de la combustion dans l   coulement supersonique et turbulent r  sultant du m  lange de deux jets concentriques compos  s respectivement d hydrog  ne et d air

Download or read book Mod lisation et tude num rique de la combustion dans l coulement supersonique et turbulent r sultant du m lange de deux jets concentriques compos s respectivement d hydrog ne et d air written by Valéry Morgenthaler and published by . This book was released on 1999 with total page 163 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE TRAVAIL QUE NOUS PRESENTONS DANS CE MEMOIRE EST CONSACRE A L'ETUDE NUMERIQUE DU DEVELOPPEMENT DE LA COMBUSTION DANS LA ZONE DE MELANGE RESULTANT DE L'INTERACTION DE DEUX JETS CONCENTRIQUES SUPERSONIQUES ET TURBULENTS DANS LE CAS OU LE JET CENTRAL EST CONSTITUE PAR DE L'HYDROGENE ET LE JET EXTERNE PAR DE L'AIR. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES PLUS PARTICULIEREMENT A L'INTERACTION EXISTANT ENTRE LA TURBULENCE, LA COMBUSTION ET LES EFFETS DE COMPRESSIBILITE PROPRES AUX ECOULEMENTS SUPERSONIQUES ET AUX OUTILS ACTUELLEMENT DISPONIBLES POUR MODELISER CES DIFFERENTS PHENOMENES. DEUX CAS ONT ETE CONSIDERES : I) LORSQUE L'ECHELLE DE TEMPS CARACTERISTIQUE DU MELANGE TURBULENT EST GRANDE DEVANT L'ECHELLE DE TEMPS CARACTERISTIQUE DU PROCESSUS CHIMIQUE, NOUS AVONS RETENU, POUR MODELISER LA COMBUSTION, UN MODELE DE FLAMMELETTES. DEUX CAS ONT ETE ENVISAGES : UN MODELE DE FLAMMELETTES CLASSIQUE DIRECTEMENT ISSU DES MODELES MIS AU POINT POUR LES ECOULEMENTS SUBSONIQUES (PETERS (1984, 1986) ET KUZNETSOV ET SABEL'NIKOV (1990) ET UN MODELE DE FLAMMELETTES COMPRESSIBLE PRENANT EN COMPTE LA CONVERSION ENERGIE CINETIQUE-ENERGIE THERMIQUE. II) LORSQUE L'ECHELLE DE TEMPS CARACTERISTIQUE DU MELANGE TURBULENT EST FAIBLE (OU COMPARABLE) DEVANT L'ECHELLE DE TEMPS CARACTERISTIQUE DU PROCESSUS CHIMIQUE, DEUX MODELES ONT ETE TESTES AFIN DE PRENDRE EN COMPTE LA LONGUEUR DE LA ZONE D'INDUCTION : LE MODELE PROPOSE PAR MASTORAKOS ET AL. (1997) ET LE PEUL PROPOSE PAR BORGHI ET POURBAIX (1983). DEUX TYPES DE DEPENDANCES FONCTIONNELLES ONT ETE CONSIDERES POUR LA PDF DE LA FRACTION DE MELANGE : UNE DETERMINATION CLASSIQUE DU TYPE FONCTION BETA ET UNE DETERMINATION, MOINS CLASSIQUE, PROPOSEE PAR KUZNTESOV ET SABEL'NIKOV (1990) ET DESTINEE A PRENDRE EN COMPTE LE ROLE DE L'INTERMITTENCE SUR LES TRANSPORTS TURBULENTS. DES CONCLUSIONS SONT DEVELOPPEES SUR LES CONDITIONS D'APPLICATION DES DIFFERENTS MODELES ET SUR LEURS CAPACITES A PREDIRE LE DEVELOPPEMENT DE LA COMBUSTION DANS LES CONFIGURATIONS ETUDIEES.

Book Thermo Gas Dynamics of Hydrogen Combustion and Explosion

Download or read book Thermo Gas Dynamics of Hydrogen Combustion and Explosion written by Boris E. Gelfand and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2012-02-09 with total page 338 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The potential of hydrogen as an important future energy source has generated fresh interest in the study of hydrogenous gas mixtures. Indeed, both its high caloricity and reactivity are unique properties, the latter underscoring safety considerations when handling such mixtures. The present monograph is devoted to the various aspects of hydrogen combustion and explosion processes. In addition to theoretical and phenomenological considerations, this work also collates the results of many experiments from less well known sources. The text reviews the literature in this respect, thereby providing valuable information about the thermo-gas-dynamical parameters of combustion processes for selected experimental settings in a range of scientific and industrial applications.

Book Etude exp  rimentale de la combustion initi  e par effet catalytique d un m  lange hydrog  ne air en   coulement supersonique

Download or read book Etude exp rimentale de la combustion initi e par effet catalytique d un m lange hydrog ne air en coulement supersonique written by Marc Bellenoue and published by . This book was released on 1997 with total page 126 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE STATOREACTEUR A COMBUSTION EN FLUX SUPERSONIQUE EST L'UN DES PROPULSEUR AEROBIE ENVISAGES POUR LES VEHICULES HYPERSONIQUES (M > 5). LORS DE LA TRANSITION DU REGIME D'ECOULEMENT SUBSONIQUE AU REGIME SUPERSONIQUE DANS LA CHAMBRE DE COMBUSTION, LES CONDITIONS A L'ENTREE DE CELLE-CI N'AUTORISENT PAS L'INFLAMMATION SPONTANEE DU CARBURANT (HYDROGENE). LE BUT DES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE EST, D'UNE PART, LA MISE AU POINT D'UN PROCEDE D'INITIATION DE LA COMBUSTION LORS DE CETTE TRANSITION, D'AUTRE PART, L'ETUDE DU DEVELOPPEMENT DE LA COMBUSTION D'UN PREMELANGE D'HYDROGENE ET D'AIR. UNE SOUFFLERIE SUPERSONIQUE A HAUTE TEMPERATURE GENERATRICE A ETE REALISEE A CETTE FIN. UN MODELE NUMERIQUE MONODIMENSIONNEL A ETE ELABORE AFIN DE DEDUIRE, DES REPARTITIONS DE PRESSIONS PARIETALES, LE RENDEMENT DE COMBUSTION. L'INSTALLATION D'UNE PLAQUE CATALYTIQUE DE PLATINE PUR EN PAROI A PERMIS D'ETUDIER L'INITIATION ET LE DEVELOPPEMENT DE LA COMBUSTION POUR DES RICHESSES DE 0,13 A 0,21. UN TEL CATALYSEUR A ETE CHOISI AFIN DE PALLIER AU PHENOMENE DE FRITTAGE QUI SE PRODUIT A HAUTE TEMPERATURE. L'ETUDE DE DEUX LONGUEURS DE PLAQUES CATALYTIQUES A MONTRE LE ROLE ESSENTIEL DE CE PARAMETRE SUR LE PROCESSUS D'ALLUMAGE. EN OUTRE, L'IMPORTANCE DES PERTES DE CHALEURS AUX PAROIS A EGALEMENT ETE MISE EN EVIDENCE. CE TRAVAIL A ETE COMPLETE PAR LA DEFINITION D'UN DISPOSITIF PASSIF AERODYNAMIQUE D'AMELIORATION DES TAUX DE MELANGE DES COUCHES CISAILLEES SUPERSONIQUES ; SON PRINCIPE CONSISTE A GENERER DES TOURBILLONS DONT L'AXE EST PARALLELE A LA DIRECTION PRINCIPALE DES ECOULEMENTS. L'INFLUENCE DE L'INCIDENCE DES GENERATEURS DE TOURBILLONS A ETE EXAMINEE. LE DISPOSITIF A ENSUITE ETE ADAPTE AU CAS REACTIF AFIN D'ACCROITRE LE RENDEMENT DE LA COMBUSTION. IL S'EST AVERE TRES EFFICACE PUISQUE, POUR DES RICHESSES SUPERIEURES A 0,19, L'EMBALLEMENT DE LA COMBUSTION A ETE OBSERVE

Book Numerical Analysis of Mixture Formation and Combustion in a Hydrogen Direct injection Internal Combustion Engine

Download or read book Numerical Analysis of Mixture Formation and Combustion in a Hydrogen Direct injection Internal Combustion Engine written by Udo Gerke and published by Cuvillier Verlag. This book was released on 2007 with total page 39 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Book Simulation of a Hydrogen Internal Combustion Engine with Cryogenic Mixture Formation

Download or read book Simulation of a Hydrogen Internal Combustion Engine with Cryogenic Mixture Formation written by Simon Ellgas and published by Cuvillier Verlag. This book was released on 2008 with total page 29 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Book Combustion of Hydrogen air Jets in Local Chemical Equilibrium

Download or read book Combustion of Hydrogen air Jets in Local Chemical Equilibrium written by and published by . This book was released on 1974 with total page 92 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: A guide to a computer program, written in FORTRAN 4, for predicting the flow properties of turbulent mixing with combustion of a circular jet of hydrogen into a co-flowing stream of air is presented. The program, which is based upon the Imperial College group's PASSA series, solves differential equations for diffusion and dissipation of turbulent kinetic energy and also of the R.M.S. fluctuation of hydrogen concentration. The effective turbulent viscosity for use in the shear stress equation is computed. Chemical equilibrium is assumed throughout the flow.

Book Combustion Stability of a Hydrogen Fuel Jet Issuing Normal to an Airstream

Download or read book Combustion Stability of a Hydrogen Fuel Jet Issuing Normal to an Airstream written by and published by . This book was released on 1959 with total page 40 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Book Caract  risation exp  rimentale de l atomisation et de la combustion d un m  lange diphasique partiellement pr  vaporis   et pr  m  lang

Download or read book Caract risation exp rimentale de l atomisation et de la combustion d un m lange diphasique partiellement pr vaporis et pr m lang written by Cécile Pichard and published by . This book was released on 2003 with total page 333 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude concerne la caractérisation expérimentale de jets et de flammes diphasiques d'hydrocarbures, dans le cadre des recherches sur les systèmes de combustion 3P : prévaporisés, prémélangés et pauvres. La configuration expérimentale utilisée est constituée d'un injecteur assisté par air, d'un tube de prévaporisation et de prémélange transparent et d'un brûleur cylindrique où la flamme est stabilisée par une flamme pilote. Nous avons fait varier de nombreux paramètres durant ce travail à pression atmosphérique : la température de l'air principal, la richesse globale du mélange réactif, la granulométrie initiale du jet diphasique et le combustible liquide utilisé (n-heptane et n-décane). L'anémométrie phase Doppler a été utilisée pour déterminer les caractéristiques de l'écoulement diphasique (taille, vitesse, densité et flux volumique des gouttes) aussi bien dans le jet diphasique que dans la flamme. À partir de ces mesures, nous avons déduit les distributions de tailles de goutte, le degré de prévaporisation du mélange et le taux de vaporisation local. L'imagerie laser par effet Mie nous a permis de visualiser la répartition du combustible liquide dans l'écoulement. Nous en avons déduit la fraction volumique de combustible liquide dans le jet diphasique et dans la flamme. Les résultats indiquent une augmentation du degré de prévaporisation lorsque la température de l'air de prémélange augmente, lorsque la richesse globale du mélange diminue, lorsque le débit d'air d'atomisation augmente et lorsque le combustible liquide est plus volatile. Ces résultats ont pu être expliqués en fonction d'un seul paramètre à savoir le rapport entre le temps de séjour des gouttes dans le tube de prévaporisation et le temps caractéristique de vaporisation de ces gouttes. L'influence du degré de prévaporisation sur les caractéristiques globales des flammes diphasiques étudiées a aussi été mise en évidence.

Book Contribution    l   tude de la combustion supersonique

Download or read book Contribution l tude de la combustion supersonique written by Olivier Guérineau and published by . This book was released on 1997 with total page 265 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La combustion supersonique est bien adaptée à la propulsion des véhicules hypersoniques aérobies. Le statoréacteur àcombustion supersonique (superstatoréacteur) surclasse les systèmes plus classiques (turboreacteur, statoreacteur à combustion subsonique) lorsque le Mach de vol dépasse 7. La conception des foyers à combustion supersonique pose des problèmes fondamentaux et techniques difficiles. Des questions spécifiques posées par l'accrochage par une onde de choc au sein d'un mélange hydrogène-air. Une cinétique réactionnelle complexe est sélectionnée puis utilisée. Elle rend compte des principaux phénomènes caractérisant la combustion de l'hydrogène dans l'air : temps d'allumage, limites d'explosibilité d'un mélange stœchiométrique. Un code volumes finis, résolvant les équations de Navier-Stokes réactives, est adapté aux calculs de combustion supersonique. Les méthodes numériques employées sont exposées : en particulier la description des flux d'Euler par des solveurs approchés de Riemann (méthode de Roe, méthode des courbes de choc, flux d'Osher). Ces méthodes précises se sont cependant révélées délicates à utiliser du fait de la raideur du système. Deux configurations principales de calcul ont été dégagées d'une étude bibliographique des expériences et calculs de combustion faisant intervenir des chocs. Une étude numérique de l'allumage d'une flamme hydrogène-air derrière un disque de mach est présentée pour la première fois. Elle permet d'affirmer que les ondes observées dans les expériences précédemment citées sont des ondes de choc, et non pas des ondes de détonation. La position du disque de mach dépend de la modélisation employée au cours des calculs. La seconde configuration est celle d'un dièdre plonge dans un écoulement prémélangé air-hydrogène d'un nombre de Mach de 3. Les résultats prouvent que des détonations obliques fortes peuvent être stables, cette configuration constituant un mode d'accrochage envisageable pour une flamme. Ils montrent de plus les limites de la théorie classique des polaires de détonation aux hypothèses trop simplificatrices (propriétés thermodynamiques constantes). Enfin un calcul reprenant la première configuration à une température plus élevée met en évidence l'analogue de la réflexion de Mach pour des ondes de détonation. Ces études montrent qu'un tel système peut-être instable. Ces études concernant des situations pouvant se produire au sein de la chambre de combustion d'un superstatoréacteur, mettent en évidence des phénomènes dont il faut tenir compte.

Book Characteristics of Hydrogen Combustion in a Direct Injected Constant Volume Combustion Chamber Using Rainbow Schlieren Deflectometry

Download or read book Characteristics of Hydrogen Combustion in a Direct Injected Constant Volume Combustion Chamber Using Rainbow Schlieren Deflectometry written by Tanisha Latrina Booker and published by . This book was released on 2011 with total page 229 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The nation's need for alternative fuels for Internal Combustion Engines (ICEs) has been a major concern for automotive researchers. The need for a sustainable energy system has lead researchers to consider alternative fuels such as hydrogen and thus, several studies have been conducted on this fuel since the 1930s. In particular, understanding the combustion performance of hydrogen at varying equivalence ratios, ignition timings, and volumetric percentages with other fuels is necessary to optimize engine operations. This study investigates the combustion performance of hydrogen injected into a constant volume combustion chamber (CVCC). The properties studied include flame structure, combustion duration, flame front speed, chamber pressure, and net heat transfer rate. The fuel was injected directly into the chamber containing quiescent air at atmospheric pressure. An ignition system consisting of a coil and a spark plug was used to ignite fuel/air mixtures. This study implemented an optical technique, Rainbow Schlieren Deflectometry, to visualize fuel jet penetration, turbulent fuel-air mixing, flame structure, and flame propagation. Schlieren images were analyzed by a cross-correlation technique to compute flame front speed. A dynamic pressure sensor was used to acquire instantaneous chamber pressures which were used to estimate transient chamber net heat transfer rates. First, experiments were conducted by varying the fuel supply pressure to the chamber and the overall equivalence ratio. An investigation of the fuel jet penetration showed that it takes the fuel jet 2.25 ms to reach the igniter. This result was helpful in establishing ignition times for later experiments. Results showed that fuel supply pressure does not affect fuel jet penetration. The fuel jet, however, creates turbulence in the chamber that affects combustion processes. The equivalence ratios tested were [phi] = 1.0, 0.804, and 0.318. Results showed that equivalence ratio has a significant impact on flame front speed which decreased as the equivalence ratio decreased. Next, experiments were conducted to study the effects of ignition time on combustion processes. A programmable logic controller was added to the experimental setup to control ignition time and aid in sequencing events. The ignition times tested were t = 3, 5, and 10 ms in the early ignition group, t = 20, 30, and 40 ms in the mid-ignition group, and t = 60, 80, 240, and 540 ms in the late ignition group, where t = 0 refers to the start of fuel injection. Ignition time affects the flame structure and flame propagation. Results showed that at ignition times prior to the close of the fuel injector, the initial flame front speed is high because of fuel-jet generated turbulence. After the fuel injector closes, increasing the ignition time increases the combustion duration because of dissipating fuel-jet generated turbulence. Ignition time also has significant effects on chamber pressure variations and net heat transfer rates. Next, the effect of ignition time for varying equivalence ratios was studied. Experiments were conducted at three equivalence ratios, [phi] = 0.6, 0.8, and 1.0 and four ignition times, t = 3 ms, 10 ms, tend, and tend + 50 ms. An ultra-high speed camera was incorporated into the experimental setup to acquire schlieren images at a frame rate of 50,000 Hz and exposure time of 19.8μs. Results show that equivalence ratio has minor effects on chamber pressure variations and net heat transfer rate at early ignition times and on flame structure and flame propagation at any ignition times. Ignition time has a significant effect on all combustion processes. Finally, experiments were conducted to determine the effect of hydrogen percentages by volume on methane combustion at varying ignition times. A second high pressure injector was incorporated into the experimental setup to inject the methane into the combustion chamber. Experiments were conducted at the following methane/hydrogen percentages: 23% CH4 - 77% H2, 33% CH4 - 67% H2, 43% CH4 - 57% H2, 53% CH4 - 47% H2, and 63% CH4 - 37% H2. The two ignition times were t = tend and t = tend + 50 ms. Results show that combustion duration decreases as hydrogen percentage increases for identical ignition times, and as ignition time decreases at identical hydrogen percentages. Flame front speed increases as hydrogen percentage increases. Peak chamber pressure and peak net heat transfer rate decreases for the late ignition time at fixed hydrogen percentages.

Book Aerodynamics and Stabilization of Combustion of Hydrogen Jets Injected Into Subsonic Airflow

Download or read book Aerodynamics and Stabilization of Combustion of Hydrogen Jets Injected Into Subsonic Airflow written by J. Koopman and published by . This book was released on 1990 with total page 16 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The aerodynamics and stabilization of burning hydrogen jets, injected transversely into a subsonic airstream, have been investigated. The structural behaviour of deflecting cold and burning jets were studied by flow visualization. Experiments and numerical analysis on jet penetration have been performed. Flame extinction limits of wake stabilized flames were established and correlated.