The explosion behavior of CH4/O2/N2/CO2 mixtures was investigated by coupling spatial and temporal measurements of pressure with the temporal signals of photodiodes placed along the vessel length. The O2/CH4 ratio was always stoichiometric, the oxygen air enrichment factor, E = O2/(O2 + N2), was set to 0.8, and the dilution (CO2%v/v) was changed from 30 to 40%v/v. The signals of the photodiodes reveal that the flame speed varies from 7 to 100 m/s and, thus, the burning velocity is within the range of 0.7-10 m/s. The pressure signals exhibit oscillations and, at the lowest CO2 content (30%v/v), a pressure peak exceeding the adiabatic value is found. The pressure signal and the flame speed values definitely demonstrate that the over-adiabatic peak cannot be attributed to detonation or DDT, but it can be related to the coupling between deflagration and rapid phase transition of water (combustion-induced Rapid Phase Transition, c-RPT).

Nel lavoro si dimostra come, per miscele CH4/O2/N2/CO2 con rapporto stechiometrico CH4/O2, alto fattore di arricchimento dell'aria in ossigeno, E = O2/(O2 + N2) (= 0.8 molare), e contenuto di CO2 del 30 % (molare), l'esplosione in vessel chiuso avviene secondo un regime intermedio tra deflagrazione e detonazione, quello della cosiddetta combustion-induced Rapid Phase Transition (c-RPT), ovvero rapida transizione di fase, indotta dalla combustione, dell'acqua prodotta dalla combustione stessa. La dimostrazione è supportata dall'accoppiamento tra misure della storia di pressione e misure di velocità di fiamma in diverse posizioni del vessel.

Measurements of pressure and flame speed during explosions of CH4/O2/N2/CO2 mixtures

F Cammarota;V Di Sarli;
2016

Abstract

The explosion behavior of CH4/O2/N2/CO2 mixtures was investigated by coupling spatial and temporal measurements of pressure with the temporal signals of photodiodes placed along the vessel length. The O2/CH4 ratio was always stoichiometric, the oxygen air enrichment factor, E = O2/(O2 + N2), was set to 0.8, and the dilution (CO2%v/v) was changed from 30 to 40%v/v. The signals of the photodiodes reveal that the flame speed varies from 7 to 100 m/s and, thus, the burning velocity is within the range of 0.7-10 m/s. The pressure signals exhibit oscillations and, at the lowest CO2 content (30%v/v), a pressure peak exceeding the adiabatic value is found. The pressure signal and the flame speed values definitely demonstrate that the over-adiabatic peak cannot be attributed to detonation or DDT, but it can be related to the coupling between deflagration and rapid phase transition of water (combustion-induced Rapid Phase Transition, c-RPT).
2016
Istituto di Ricerche sulla Combustione - IRC - Sede Napoli
Nel lavoro si dimostra come, per miscele CH4/O2/N2/CO2 con rapporto stechiometrico CH4/O2, alto fattore di arricchimento dell'aria in ossigeno, E = O2/(O2 + N2) (= 0.8 molare), e contenuto di CO2 del 30 % (molare), l'esplosione in vessel chiuso avviene secondo un regime intermedio tra deflagrazione e detonazione, quello della cosiddetta combustion-induced Rapid Phase Transition (c-RPT), ovvero rapida transizione di fase, indotta dalla combustione, dell'acqua prodotta dalla combustione stessa. La dimostrazione è supportata dall'accoppiamento tra misure della storia di pressione e misure di velocità di fiamma in diverse posizioni del vessel.
Explosion; Deflagration; Detonation; combustion-induced Rapid Phase Transition; Flame speed; Oxy-fuel combustion.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.14243/324527
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