بررسي اثر اصطكاك روي پايداري موج يك بعدي تراك گازي در مخلوط هاي با انرژي فعالسازي كم

در اين مقاله، رفتار موج تراك در محيط غيرايديال مطالعه شده است. شبيه سازي تراك بر اساس معادلات اولر واكنشي يك بعدي و با درنظرگرفتن اثر اصطكاك به صورت عبارت چشمه در معادله بقاي تكانه انجام شده است. از مدل سينتيكي يك مرحله اي آرنيوسي براي مدل كردن واكنش شيميايي استفاده شده است. نتايج حاضر مشخص كردند كه درنظرگرفتن اصطكاك در مخلوط با انرژي فعالسازي خيلي كم ( برابر 8) باعث كاهش سرعت تراك و افزايش طول ناحيه واكنش تا يك حد مشخص شده است. با اين وجود، رفتار پايدار تراك حتي در مقادير زياد اصطكاك ديده شده است. همچنين، نتايج حاضر نشان دادند كه در انرژي فعالسازي 22، كه نزديك حد پايداري تراك ايديال است، و در مقادير كم اصطكاك تراك پايداري خود را حفظ مي كند، ولي با زيادشدن اثر اصطكاك تراك ناپايدار شده و رفتار آن نوساني مي شود. با افزيش بيشتر اصطكاك، ابتدا تراك با نواسانات دوگانه ظاهر شده و در نهايت هنگامي كه ضريب اصطكاك از يك مقدار بحراني بيشتر مي شود جدايي ناحيه واكنش از موج ضربه اي پيشرو اتفاق مي افتد و تراك ميرا مي شود. درحقيقت، رفتار تراك غيرايديال توسط رقابت ميان نرخ انرژي آزادشده توسط واكنش شيميايي و نرخ اتلاف تكانه توسط اصطكاك كنترل مي شود.

In this paper, behavior of the non-ideal detonation wave is studied. Simulation of detonation is performed based on the one-dimensional Euler equations, taking into consideration the friction effects by additional momentum source term in the momentum conservation equation. One-step Arrhenius reaction model is utilized for modeling of the chemical reactions. The yielded results indicated that in the very low activation energy (equal to 8), considering the friction caused a reduction in detonation velocity and an extension in length of the reaction zone up to a specific value. Nevertheless, stable behavior of detonation wave is observed even at higher values of friction factor. The results also show that in the activation energy of 22 (which is close to stability limit in the ideal detonation) and with low values of the friction factor, detonation wave retains its stability; but with increasing the friction factor, detonation wave leads to unstable and pulsating detonation. For higher values of the friction factor, at first, double oscillation detonation is appeared and finally, when friction factor exceeds the critical value, separation of the reaction zone and precursor shock wave occurs and then the detonation will be attenuated. Indeed, the behavior of detonation waves is controlled by the competition between the rate of energy release from chemical reaction and the rate of momentum dissipation by friction effect.