Eksperimentell bestemmelse av laminære forbrenningshastigheter og Markstein-lengder for H2-luft blandinger tilsatt N2/CO2

CFD-baserte beregningsverktøy for konsekvensmodellering avhenger av pålitelige eksperimentelle data for å utføre korrekte risikoanalyser i industrien. I denne oppgaven er laminær forbrenningshastighet og Markstein-lengde bestemt eksperimentelt for hydrogen-luft blandinger fortynnet med inertgassene nitrogen (0-40 vol%) og karbondioksid (0-50 vol%) for ekvivalensforhold mellom 0,7 og 2,0. Det eksperimentelle oppsettet inkluderte et 20,235 liters kubisk kammer og et Schlieren-system. Estimering av laminær forbrenningshastighet og Markstein-lengde er gjort med konstant-trykk metoden hvor en lineær og en ikke-lineær ekstrapoleringsmodell er benyttet. Resultatene viser en avtagende sammenheng mellom laminær forbrenningshastighet og volumprosent inertgass tilsatt. For nitrogen er sammenhengen lineær, mens for karbondioksid kan variasjonen beskrives av et annengrads polynom. Eksperimentene gir noe høyere laminær forbrenningshastighet enn tilgjengelige litteraturverdier for både N2 og CO2, men differansen mellom estimatene og litteraturverdiene avtar med økende mengde inertgass og/eller økende ekvivalensforhold. Resultatene viser at den laminære forbrenningshastigheten halveres ved ca. 25 vol% tilsatt N2 og ca. 15 vol% CO2. Tilsvarende reduseres det maksimale eksplosjonstrykket med opp til ca. 37% ved tilsetting av 50 vol% N2 og opp til ca.40% ved 40 vol% tilsatt CO2. Metodene for estimering av laminær forbrenningshastighet i eksperimentene i denne oppgaven er i god overenstemmelse med publiserte data, men det er knyttet en del usikkerhet til databehandlingen, og spesielt til ekstrapoleringsområde og effekten av ustabiliteter på flammeoverflaten. Analysen av resultatene viser at Markstein-lengden er en svært sensitiv parameter, hvor det kreves bedre metoder for å kunne bestemme pålitelige verdier