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Der zeitliche Ablauf der Verbrennung von Wasserstoff im Überschall-Luftstrom

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Zusammenfassung

Der Verbrennungsablauf in mit überschallgeschwindigkeit strömenden Wasserstoff-Luft-Gemischen wurde für verschiedene Paarungen von Zündtemperatur und Zünddruck berechnet und analysiert. Das reaktionskinetische Rechenmodell berücksichtigt 30 Einzelreaktionen zwischen den 16 Gaskomponenten H2, O2, N2, H2O, H, O, OH, HO2, H2O2, N, NO, NO2, N2O HN, H2N und HNO. Die zeitlichen Änderungen der Temperatur, des Drucks und der Zusammensetzung, die Geschwindigkeit der wichtigsten Einzelreaktionen, die Strömungsgeschwindigkeit sowie die vom Strömungsmedium zurückgelegte Wegstrecke werden in zahlreichen Diagrammen wiedergegeben. Die Diagramme veranschaulichen die große Abhängigkeit der Induktions- und der Verbrennungsperiode des Wasserstoff-Luft-Gemischs vom Druck und von der Temperatur bei der Zündung und lassen die Rolle der freien Atome und Radikale H,O, OH, HO2 usw. im Reaktionsmechanismus erkennen. Die Rechenergebnisse werden mit Zündverzugsmessungen aus verschiedenen Untersuchungen verglichen.

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  1. Momtchiloff, I.N., E.D. Taback u.R.F. Buswell: Kinetics in hydrogen-air flow systems. Teil 1: Calculation of ignition delays for hypersonic ramjets. In: Ninth Symposium (Internat.) on Combustion. New York, London: Academic Press 1963, S. 220/30.

    Google Scholar 

  2. Schott, G.L. u.P.F. Bird: Kinetic studies of hydroxyl radicals in shock waves. Teil 4: Recombination rates in rich hydrogen-oxygen mixtures. J. chem. Phys.41 (1964) Nr. 9 S. 2869/76.

    Article  Google Scholar 

  3. Campbell, I.M. u.B.A. Trush: The recombination of nitrogen atoms and the nitrogen afterglow. Proc. Roy. Soc.A 296 (1967) S. 201/21.

    Google Scholar 

  4. Ripley, D.L. u.W.C. Gardiner: Shock-tube study of the hydrogen-oxygen reaction. Teil 2: Role of exchange initiation. J. chem. Phys.44 (1966) Nr. 6 S. 2285/96.

    Article  Google Scholar 

  5. Clyne, M.A.A., u.B.A. Thrush: Rates of elementary processes in the chain reaction between hydrogen and oxygen. Teil 2: Kinetics of the reaction of hydrogen atoms with molecular oxygen. Proc. Roy. Soc.A 275 (1963) S. 559/74.

    Google Scholar 

  6. Mayer, S.W., L. Schieler u.H.S. Johnston: Computation of high-temperature rate constants for bimolecular reactions of combustion products. In: Eleventh Symposium (Internat.) on Combustion. Pittsburgh, Penns.: The Combustion Institute 1967; S. 837/44.

    Google Scholar 

  7. Wray, K.L.: Kinetics of O2 dissociation and recombination. In: Tenth Symposium (Internat.) on Combustion. Pittsburgh, Penns.: The Combustion Institute 1965; S. 523/37.

    Google Scholar 

  8. Getzinger, R.W., u.G.L. Schott: Kinetic studies of hydroxyl radicals in shock waves. Teil 5: Recombinations via the H+O2+M→HO2+M reaction in lean hydrogen-oxygen mixtures. J. chem. Phys.43 (1965) Nr. 9 S. 3237/47.

    Article  Google Scholar 

  9. Kaufmann, F.: Aeronomic reactions involving hydrogen. A review of recent laboratory studies. Ann. Géophys.20 (1964) Nr. 1 S. 106/14.

    Google Scholar 

  10. Nicolet, M.: Reactions and photochemistry of atoms and molecules. Teil 1: Introduction to chemical aeronomy. Disc. Faraday Soc.37 (1964) S. 7/20.

    Article  Google Scholar 

  11. Chinitz, W.: Private Communication (1966) toG.S. Bahn. In:Bahn, G.S.: Chemical kinetics. Pyrodynamics5 (1967) S. 409.

  12. Brokaw, R.S.: Analytic solutions to the ignition kinetics of the hydrogen-oxygen reaction. In: Tenth Symposium (Internat.) on Combustion. Pittsburgh, Penns.: The Combustion Institute 1965; S. 269/78.

    Google Scholar 

  13. Baldwin, R.R., u.D. Brattan: Homogeneous gasphase decomposition of hydrogen peroxide. In: Eighth Symposium (Internat.) on Combustion. Baltimore: Williams & Wilkins Company 1962; S. 110/19.

    Google Scholar 

  14. Foner, S.N. u.R.L. Hudson: Mass spectrometry of the HO2 free radical. J. chem. Phys.36 (1962) Nr. 10 S. 2681/88.

    Article  Google Scholar 

  15. Jalbert, P.: Propriétés de l'air à haute température. Entropie (Nov./Dez. 1966) Nr. 12, S. 66/81.

    Google Scholar 

  16. Bortner, M.H.: Chemical kinetics in a reentry flow field. Gen. Electric Co., Doc. R. 63 SD 63 (August 1963).

  17. Bahn, G.S.: The Combustion Institute-Paper 67-11 (April 1967).

  18. Bascombe, K.N.: Reaction rate data: the hydrogen/oxygen system. Explosives Res. and Developm. Establ. (E. R. D. E.) Survey Nr. 1/5/65.

  19. Camac, M. u.R.M. Feinberg: Formation of NO in shock-heated air. In: Eleventh Symposium (Internat.) on Combustion. Pittsburgh, Penns.: The Combustion Institute 1967, S. 137/45.

    Google Scholar 

  20. Davis, B.E.: Annual Report—Sept. 1967. Department of fuel technology and chemical engineering. The University, Sheffield-1-H. I. C., Nr. 101.

  21. Huffmann, R.E. u.N. Davidson: Shock waves in chemical Kinetics: The thermal decomposition of NO2. J. amer. chem. Soc.81 (1959) Nr. 10 S. 2311/16.

    Article  Google Scholar 

  22. Ludwig, C.B., u.K.G.P. Sulzmann: Chemical kinetics in shock heated air. Convair Div./General Dynamics Corp. Rep. Z Ph-082 (Febr. 1961).

  23. Clearinghouse for Federal Scientific and Technical Information, Springfield, Virginia. Bericht TR-1001, (9210-02)-1 (Nov. 1966).

  24. Mayer, S.W., u.L. Schieler: Computed high temperature rate constants for H-atom transfers involving the light elements. Clearinghouse for Federal Scientific and Technical Information, Springfield, Virginia. Bericht TDR-669, (9210-02)-1 (Jan. 1966).

  25. Wilde, K.A.: Clearinghouse for Federal Scientific and Technical Information, Springfield, Virginia Bericht S-121 (Nov. 1966).

  26. Dixon-Lewis, G., M.M. Sutton u.A. Williams: Some reactions of hydrogen atoms and simple radicals at high temperatures. In: Tenth Symposium (Internat.) on Combustion. Pittsburgh, Penns.: The Combustion Institute 1965, S. 495/502

    Google Scholar 

  27. Fenimore, C.P.: Chemistry in premixed flames. Oxford: Pergamon Press 1964.

    Google Scholar 

  28. Fenimore C.P. u.G.W. Jones: Rate of reaction in hydrogen, nitrous oxide and in some other flames. J. Phys. chem.63 (1959) Nr. 7 S. 1154/58.

    Article  Google Scholar 

  29. Nicolet, M.: Nitrogen oxides in the atmosphere. Air Force Cambridge Res. Lab. Rep. AFCLR-64-939 (Dez. 1964).

  30. Schuyler, F.S.: IIT Res. Inst. Rep. II TRI-A 6002 (July 1963).

  31. Clyne, M.A.A. u.B.A. Thrush: Mechanism of chemiluminescent reactions involving nitric oxide-the H+NO reaction. Disc. Faraday Soc.33 (1962) S. 139/48.

    Article  Google Scholar 

  32. Clyne, M.A.A. u.B.A. Thrush: Reaction of hydrogen atoms with nitric oxide. Trans. Faraday Soc.57 (1961) Nr. 8 S. 1305/14.

    Article  Google Scholar 

  33. Ferri, A.: Review of problems in application of supersonic combustion. J. Roy. Aeronaut. Soc.68 (Sept. 1964) Nr. 645 S. 575/97.

    Google Scholar 

  34. Ferri, A.: Supersonic combustion progress. Astronautics & Aeronautics2 (1964) Nr. 8 S. 32/37.

    Google Scholar 

  35. Algermissen, J.: Relaxation, Reibung und Wärmeverluste in Düsen. In: Jahrbuch 1968 der Deutsch. Ges. Luft-u. Raumfahrt (DGLR); S. 325/40.

  36. Schott, G.L. u.J.L. Kinsey: Kinetic studies of hydroxyl radicals in shock waves. Teil 2: Induction times in the hydrogen-oxygen reation. J. chem. Phys.29 (1958) Nr. 5 S. 1177/82.

    Article  Google Scholar 

  37. Asaba, T., W.C. Gardiner u.R. Stubbeman: Shock tube study of the hydrogen-oxygen reaction. In: Tenth Symposium (Internat.) on Combustion. Pittsburgh, Penns: The Combustion Institute 1965, S. 295/302.

    Google Scholar 

  38. Mullaney, G.S., P.S. Ku u.W.D. Botch: Determination of induction times in one-dimensional detonations (H2, C2H2 and C2H4). Amer. Inst. Aeron. Astron. (AIAA) J.3 (1965) Nr. 5 S. 873/75.

    Google Scholar 

  39. Nicholls, J.A.: Stabilisation of gaseous detonation waves with emphasis on the ignition delay zone. Diss. Universität Michigan, 1960.

  40. Nicholls, J.A. u.E.K. Dabora: Recent results on standing detonation waves. In: Eighth Symposium (Internat.) on Combustion. Baltimore: Williams & Wilkins Company 1962, S. 644/55.

    Google Scholar 

  41. Rhodes, R.P., u.D.E. Chriss: A preliminary study of stationary shock induced combustion with hydrogenair mixtures. Arnold Engng. Dev. Center TN-61-36 (July 1961).

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Auszüge aus dem Bericht wurden vom erstgenannten Verfasser unter dem gleichen Titel auf dem von der VDI-Fachgruppe Energietechnik in Zürich am 6. und 7. 10. 1969 veranstalteten Thermodynamik-Kolloquium vorgetragen.

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Algermissen, J., Nötzold, D. Der zeitliche Ablauf der Verbrennung von Wasserstoff im Überschall-Luftstrom. Forsch Ing-Wes 36, 169–184 (1970). https://doi.org/10.1007/BF02561280

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