Hoppa direkt till innehållet

Information till studenter och medarbetare med anledning av covid-19 (Uppdaterad: 22 februari 2021)

printicon
Publicerad: 29 maj, 2007

Vad påverkar förbränningshastigheten?

NYHET Tack vare förbränning kan vi få energi som ger oss värme, ljus, varm mat och möjligheter att resa. V’yacheslav Akkerman visar i sin avhandling att såväl ljudvågor som förbränningskammarens väggar påverkar förbränningshastigheten i t.ex. bilmotorer och kraftverk.

Den primitiva människan som jagar mammutar, den rika godsherren som vilar sig framför eldstaden i sitt slott och affärskvinnan som lutar sig tillbaka i flygplansstolen – trots att de tillhör olika tidsperioder har de alla kunnat dra nytta av förbränning. I slutet av 1800-talet påbörjades systematiska vetenskapliga beräkningar av förbränning. Men redan från förhistorisk tid har människor försökt förstå eldens natur, från persiska elddyrkare till myten om den grekiske titanen Prometheus, som gav elden till människorna.

Ett av huvudproblem inom modern förbränningsvetenskap är att beräkna förbränningshastigheten genom att t.ex. ta reda på hur hastigheten påverkas av olika kemikaliska och fysikaliska egenskaper i bränslet och av geometrin i förbränningskammaren. De flesta flammor, t.ex. i bilmotorer och gasturbiner, har en böjd form. Sådana flammor har en större yttre area och de förbrukar därför mer bränsle per del och tid. Som ett resultat av detta utvidgar dessa flammor sig också snabbare än plana flammor. Länge trodde man att ett virvlande flöde var den huvudsakliga faktorn som påverkade flammans snabbhet.

Andra, väldigt viktiga fenomen, som flammornas interaktion med väggarna i förbränningskammarna och med ljudvågor utelämnades i många fall. V’yacheslav Akkerman och hans kollegor har studerat dessa och andra fenomen som är relaterade till flammornas dynamik.

Deras forskning har baserats på både teoretiska analyser och simuleringar av förbränning. De har visat att virvelrörelser inte är huvudorsaken till att flammor böjs, även om de märkbart bidrar till att öka förbränningshastigheten. Av större betydelse för förbränningshastigheten är dock friktion i förbränningskammarens väggar och interaktion mellan flammor och ljudvågor. Friktion i väggarna leder till att flammorna accelererar obegränsat ändra fram till explosionsögonblicket. Positionen och tiden vid ögonblicket för explosionen har dessutom bestämts. Flammornas interaktioner med ljudvågor kan också öka förbränningshastigheten 20-50 gånger. V’yacheslav Akkerman undersöker i sin avhandling effekter inom förbränningsteorin som tidigare inte har blivit fullständigt undersökta.

Resultaten kan komma till användning vid olika laboratorier och industrier, bl.a. vid viktiga säkertsföreskrifter och vid konstruktion av ottomotorer i bilar, pulsdetonationsmotorer i moderna flygplan och gasturbiner i kraftverk.

Fredagen den 1 juni försvarar V’yacheslav Akkerman, institutionen för fysik, Umeå universitet, sin avhandling med titeln Turbulent burning, flame acceleration, explosion triggering. Disputationen äger rum kl. 13.00 i föreläsningssal N430, Naturvetarhuset, Umeå universitet. Fakultetsopponent är professor Geoffrey Searby, IRPHE, Marseille, Frankrike.

För ytterligare information, kontakta:V’yacheslav AkkermanTelefon: 090-786 99 85
E-post: slava.akkerman@physics.umu.se

Redaktör: Karin Wikman