Laminare Brenngeschwindigkeit für Methan-, Ethan-, Ethylen-, Propan- , Wasserstoff- und n-Heptan-Luft-Gemische

Abb. 28.1. Laminare (adiabate) Brenngeschwindigkeit S_L für Methan-Wasserstoff-Luft-Gemische bei Umgebungsbedingungen in Abhängigkeit vom Äquivalenzverhältnis Φ. Berechung nach David G. Goodwin mit dem Programm Cantera und mit der Reaktionskinetik von GRI 3.0 (Gas Research Institute). Die Messwerte stammen von Roy T. E. Hermanns: Laminar Burning Velocities of Methane-Hydrogen-Air Mixtures, Dissertation an der Technischen Universität Eindhoven, 2007.

Abb. 28.2. Laminare (adiabate) Brenngeschwindigkeit S_L für Methan-Luft-Gemische in Abhängigkeit von der Temperatur des unverbrannten Gases und vom Äquivalenzverhältnis Φ. Weitere Angaben siehe Abb. 28.1.

Abb. 28.3. Laminare (adiabate) Brenngeschwindigkeit S_L für Methan-Wasserstoff-Luft-Gemische mit 10 Vol.% Wasserstoff in Abhängigkeit von der Temperatur des unverbrannten Gases und vom Äquivalenzverhältnis Φ. Weitere Angaben siehe Abb. 28.1.

Abb. 28.4. Laminare (adiabate) Brenngeschwindigkeit S_L für Methan-Wasserstoff-Luft-Gemische mit 20 Vol.% Wasserstoff in Abhängigkeit von der Temperatur des unverbrannten Gases und vom Äquivalenzverhältnis Φ. Weitere Angaben siehe Abb. 28.1.

Abb. 28.5. Laminare (adiabate) Brenngeschwindigkeit S_L für Methan-Wasserstoff-Luft-Gemische mit 30 Vol.% Wasserstoff in Abhängigkeit von der Temperatur des unverbrannten Gases und vom Äquivalenzverhältnis Φ. Weitere Angaben siehe Abb. 28.1.

Abb. 28.6. Laminare (adiabate) Brenngeschwindigkeit S_L für Methan-Luft-Gemische bei Umgebungstemperatur in Abhängigkeit vom Äquivalenz-verhältnis Φ und dem Druck (Parameter). Berechung nach David G. Goodwin mit dem Programm Cantera und mit der Reaktionskinetik von GRI 3.0 (Gas Research Institute). Die Messwerte stammen von G. Rozenchan: An experimental study of outwardly-propagating hydrogen and methane flames at high pressures, M.S.E. thesis, Princeton University, Princeton, NJ, 2001.

Abb. 28.7. Laminare (adiabate) Brenngeschwindigkeit S_L für Propan-Luft-Gemische in Abhängigkeit von der Temperatur des unverbrannten Gases und vom Äquivalenzverhältnis Φ. Berechung nach David G. Goodwin mit dem Programm Cantera und mit der Reaktionskinetik C1-C3 mechanism der CRECK Modeling Group. Die Messwerte stammen von S. Balusamy, A. Cessou, B. Lecordier: Direct measurement of local instantaneous laminar burning velocity by a new PIV algorithm. Exp Fluids 50 (2011) 1109-1121, und G. L. Dugger: Effect of initial temperature on flame speed of methane-air, propane-air and ethylene-air mixtures. NACA-Report-1061, 1952.

Abb. 28.8. Laminare (adiabate) Brenngeschwindigkeit S_L für Wasserstoff-Luft-Gemische bei Umgebungsbedingungen in Abhängigkeit vom Äquivalenz-verhältnis Φ. Berechung nach David G. Goodwin mit dem Programm Cantera und mit der Reaktionskinetik Hydrogen/CO mechanism der CRECK Modeling Group. Die Messwerte stammen von Dowdy, D.R. et al.: The use of expanding spherical flames to determine velocities and stretch effects in hydrogen/air mixtures. Proc. Combust. Inst. 23 (1990) 325-332, Aung, K.T. et al.: Effects of pressure and nitrogen dilution on flame/stretch interactions of laminar premixed H₂/O₂/N₂ flames. Combust Flame 112 (1998) 1-15 und Tse, S.D. et al.: Morphology and burning rates of expanding flames in H₂/O₂/inert mixtures up to 60 atmospheres. Proc. Combust. Inst. 28 (2000) 1793-1799.

Abb. 28.9. Laminare (adiabate) Brenngeschwindigkeit S_L für Ethylen- und Ethan-Luft-Gemische bei Umgebungsbedingungen in Abhängigkeit vom Äquivalenzverhältnis Φ. Berechung nach David G. Goodwin mit dem Programm Cantera und mit der Reaktionskinetik von JetSurF 1.0 (USC) und von GRI 3.0 (Gas Research Institut). Die Messwerte stammen von Taylor, S.C.: Burning velocity and the influence of flame stretch, Ph.D. thesis, University of Leeds, 1991.

Abb. 28.10. Laminare (adiabate) Brenngeschwindigkeit S_L für n-Heptan-Luft-Gemische bei Umgebungsdruck in Abhängigkeit vom Äquivalenzverhältnis Φ. Berechung nach David G. Goodwin mit dem Programm Cantera und mit der Reaktionskinetik von JetSurF 1.0 (USC), der CRECK Modeling Group und des Lawrence Livermore National Labaratory (LLNL). Die Messwerte stammen von S.G. Davis, C.K. Law, Proc. of the Combust. Inst. 27 (1) (1998) 521-527, von Y. Huang, C.J. Sung, J.A. Eng, Combust. Flame 139 (3) (2004) 521-527, von A.P. Kelley, A.J. Smallbone, D.I. Zhu, C.K. Law, Proc. of the Combust. Inst. 33 (2011) 971-978 und von C.T. Chong, S. Hochgreb, Proc. of the Combust. Inst. 33 (2011) 979-986.

Explosion (Detonation) von Alkoholen (Methanol, Ethanol, Isopropanol, Butanol)

Abb. 27.1. Detonationsdruck p von Alkoholen (Methanol, Ethanol, Isopropanol, Butanol) in Luft nach den Schock- und Detonations-Sprungbedingungen, berechnet für die Chapman-Jouguet-Stoßwellengeschwindigkeit, als Funktion des Stoffmengenanteils x_i. Die Ausgangsgrößen sind T₀ = 373,15 K und p₀ = 1,013 bar. Berechnung nach David G. Goodwin mit dem Programm Cantera sowie nach S. Browne, J. Ziegler und J.E. Shepherd gemäß "Numerical Solution Methods for Shock and Detonation Jump Conditions", GALCIT Report FM2006.006, July 2004-Revised August 29, 2008.

Abb. 27.2. Chapman-Jouguet-Geschwindigkeit U_CJ für Methanol, Ethanol, Isopropanol und Butanol als Funktion des Stoffmengenanteils x_i in Luft. Weitere Angaben siehe Abb. 27.1.

Abb. 27.3. Detonationsdruck p der reflektierten Stoßwelle für Methanol, Ethanol, Isopropanol und Butanol in Luft als Funktion des Stoffmengenanteils x_i. Die Ausgangsgrößen sind T₀ = 373,15 K und p₀ = 1,013 bar. Berechnung nach David G. Goodwin mit dem Programm Cantera sowie nach S. Browne, J. Ziegler und J.E. Shepherd gemäß "Numerical Solution Methods for Shock and Detonation Jump Conditions", GALCIT Report FM2006.006, July 2004-Revised August 29, 2008.

Abb. 27.4. Isochorer Detonationsdruck p von Alkoholen (Methanol, Ethanol, Isopropanol und Butanol) berechnet für die Stoßwelle der Chapman-Jouguet-Geschwindigkeit als Funktion des Stoffmengenanteils x_i in Luft. Die Ausgangsgrößen sind T₀ = 373,15 K und p₀ = 1,0 bar. Berechnung nach David G. Goodwin mit dem Programm Cantera sowie nach S. Kao und J.E. Shepherd gemäß "Numerical Solution Methods for Control Volume Explosions and ZND Detonation Structure", GALCIT Report FM2006.007, July 2004-Revised September 23, 2008.