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Análisis Comparativo de la Propagación de Llamas y Límites de Inflamabilidad de la Mezcla CH/H/Aire con o sin Descargas de Plasma de Nanosegundos

Autores: Mehdi, Ghazanfar; De Giorgi, Maria Grazia; Bonuso, Sara; Shah, Zubair Ali; Cinieri, Giacomo; Ficarella, Antonio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Análisis Comparativo de la Propagación de Llamas y Límites de Inflamabilidad de la Mezcla CH/H/Aire con o sin Descargas de Plasma de Nanosegundos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Estudio
Modelado cinético
Mezcla de CH/H/aire
Descarga de pulso de nanosegundos
Relaciones H/CH
Excitación de plasma
Velocidad de llama
Mejora
Efectos térmicos
Mecanismos cinéticos químicos
NSPD
ZDPlasKin
CHEMKIN
Condiciones pobres
Temperatura de llama
Emisiones de NO
Límite de inflamabilidad
Combustión autosostenida

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 36

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio investiga el modelado cinético de la mezcla CH/H/Aire con descarga de pulso de nanosegundos (NSPD) variando las proporciones H/CH del 0 al 20% a presión y temperatura ambiente. Se utilizó una versión validada de los mecanismos cinéticos de plasma y química. Se combinaron dos herramientas numéricas, ZDPlasKin y CHEMKIN, para analizar los efectos térmicos y cinéticos de la NSPD en la mejora de la velocidad de la llama. La adición de H y la excitación del plasma aumentaron la velocidad de la llama. La mayor mejora (35%) se observó con un 20% de H y una entrada de energía de plasma de 1.2 mJ a = 1. Sin descarga de plasma, una mezcla del 20% de H solo mejoró la velocidad de la llama en un 14% en comparación con el 100% de CH4. El estudio encontró que las condiciones pobres a baja temperatura de la llama resultaron en una mejora significativa en la velocidad de la llama. Con un 20% de H y NSPD, la velocidad de la llama alcanzó 37 cm/s a una temperatura de llama de 2040 K a = 0.8. Se observaron resultados similares con 0% y 5% de H y una temperatura de llama de 2200 K a = 1. Reducir la temperatura de la llama disminuyó las emisiones de NO. Combinar un 20% de H y NSPD también aumentó el límite de inflamabilidad a = 0.35 a una temperatura de llama de 1350 K, permitiendo una combustión autosostenida incluso a bajas temperaturas.

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