Experimental studies of the peculiarities of combustion of hydrogen, oxygen, and nitrogen mixtures in a partially confined space when changing the space limitation within the wide range from 12 to 81 % of the total space, e.g., premises, industrial sites, or stands where hydrogen and oxygen spills or their discharge in a gaseous state are potential, have been carried out. The experiments have been conducted on a stand with hydrogen and oxygen mixtures containing nitrogen 2Н2 + О2 + 2N2 and hydrogen and oxygen mixtures 2Н2 + О2. According to the results of the studies, partial limitation of the space does not significantly affect the combustion rate of such mixtures. At the same time, during combustion in a partially confined space, the pressure in the compression wave increases compared to the pressure in a free space. Increasing the space limitation during ignition caused pressure rise in the mixture compression waves. During the tests with 2Н2 + О2 + 2N2 with one wall of the stand space limitation, at the ignition of the mixture, pressure sensors placed opposite the wall registered, on average, a 50 % higher pressure compared with the sensors facing the open space. These sensors showed the same pressure values as for the mixture combustion in a free space. The increase of the installation space limitation with three walls during ignition led to further pressure rise in a partially confined space. The same effect has been registered for 2Н2 + О2 mixtures. During the experiments, the limitation of the installation’s free space with only one wall caused the double rise of blast wave compression pressure compared with experiments without a wall. The results of studies confirm that with the increase of the stand space limitation, the mixture ignition pressure increases, which is conditioned by the interaction of falling and reflected waves.
2. Болодьян И.А., Вогман Л.П. Экспериментально-аналитические исследования формирования пожаровзрывоопасных паровоздушных облаков в атмосфере при утечках и проливах жидкого водорода// Безопасность труда в промышленности. 2022. № 9. С. 7–13. DOI: 10.24000/0409-2961-2022-9-7-13
3. Экспериментальные исследования горения сферических водородно-воздушных смесей в открытом пространстве при воздействии на них замедляющих и ускоряющих факторов/ И.А. Болодьян, Л.П. Вогман, В.П. Некрасов, А.В. Мордвинова// Безопасность труда в промышленности. 2022. № 1. С. 33–38. DOI: 10.24000/0409-2961-2022-1-33-38
4. Макеев В.И., Строгонов В.В. Параметры дефлаграции и детонации газовых смесей в свободном пространстве// Вопросы атомной науки и техники. Сер. «Атомно-водородная энергетика и технология». 1987. Вып. 1. С. 55–58.
5. Зельдович Я.Б., Розловский А.И. Об условиях возникновения неустойчивости нормального горения// Доклады АН СССР. 1947. Т. 57. № 4. С. 365–368.
6. Dorge K.J., Pangritz D., Wagner G. Experimens on velocity augmentation of spherical flames be grids// Acta Astroanautica. 1976. Vol. 3. Iss. 11–12. P. 1067–1076.
7. Reider R., Edeskuty F.J. Hydrogen safety problems// International Journal of Hydrogen Energy. 1979. Vol. 4. № 1. P. 41–45.
8. Трошин Я.К., Щелкин К.И. Структура фронта шаровых пламен и неустойчивость нормального горения// Известия АН СССР. ОНТ. 1955. № 9. С. 160–166.
9. Экспериментальное исследование истечения и воспламенения водорода в вентилируемом помещении/ К.С. Кутузова, В.В. Стаханов, Е.В. Безгодов и др.// Атомная энергетика. 2023. Т. 134. № 5–6. С. 273–278.
10. Schefer R., Houf W., Williams T. Investigation of small-scale unintended releases of hydrogen: momentum-dominated regime// International Journal of Hydrogen Energy. 2008. Vol. 33. Iss. 21. P. 6373–6384. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2008.05.041
11. Coward H., Jones G. Limits of Flammability of Gases and Vapors. Washington, 1952. 168 p.
12. Термогазодинамика горения и взрыва водорода/ Б.Е. Гельфанд, М.В. Сильников, С.П. Медведев, С.В. Хомик. СПб: Изд-во Политехнического университета, 2009. 584 c.
13. Адушин В.В., Когарко С.М., Лямин А.Г. Расчет безопасных расстояний при газовом взрыве в атмосфере// Взрывное дело № 75/32: cб. М.: Недра, 1975. С. 82–94.