Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería (Apr 2007)
Flame speed oscillations in combustion of two-phase mixtures Oscilaciones en la velocidad de propagación en la combustión de mezclas de dos fases
Abstract
Abstract The phenomenon of flame oscillation, the cyclic variation of flame speed during flame development, has been studied in the past in clouds of dust or droplets and even in gaseous mixtures. Although it has been addressed in the past using several approaches there is no yet a unique accepted explanation. In the present work, drop inertia effects were investigated, by comparing the experimental data with modelled predictions of oscillations in flame speed caused by the aerodynamic interaction of the gas motion ahead of the flame front with the drops. The combustion studies of nearly mono-sized droplet clouds in the present work revealed the differences between the speed of droplets and the gas velocity near the flame front. These resulted in variations in local equivalence ratio, which in turn manifested in flame speed oscillations. For simplification a combustion vessel has been used to study the combustion of droplet clouds from a fundamental point of view, under strictly controlled (accurately established) conditions of pressure, temperature and equivalence ratio. The distribution of droplets within the mixture (spatially and in time), without combustion, was characterised somewhere elseResumen El fenómeno de oscilación en llamas: variación cíclica de la velocidad de propagación durante el desarrollo de la llama, ha sido estudiado en el pasado en nubes de polvo o gotas e incluso en mezclas gaseosas. A pesar de que el fenomeno ha sido estudiado desde diferentes perspectivas aún no hay una explicación única aceptada. En el presente trabajo, los efectos de la inercia de los gotas fueron investigados, comparando los datos experimentales con predicciones de modelos de oscilacion de velocidad de llama causada por la interaccion aerodinamica del movimiento del gas cercano al frente de llama con las gotas. Los estudios de combustión del presente trabajo, en nubes con tamaño de gota casi único, pusieron de manifiesto la diferencia entre la velocidad de las gotas y la velocidad cerca del frente de llama. Esta diferencia produjo variación en la relación de equivalencia local que a su vez se manifestó en oscilaciones de la velocidad de propagación. Por simplicidad se ha utilizado para las pruebas, un equipo que permite estudios fundamentales de la combustión en nubes de gotas, bajo condiciones estrictamente controladas (establecidas en forma precisa) de presión, temperatura y relación de equivalencia. La distribución de las gotas dentro de la mezcla sin combustión se caracterizó en otro estudio
