Bu tədqiqat, hidrogenle zenginleştirilmiş metan-hava karışımlarındaki partlayış alovlerinin metal tel torlarla bastırılmasını; tor yoğunluğu, hidrogen nisbəti və torın struktur bütövlüyünü birlikte değiştirerek laboratuvar ölçekli kapalı bir kanalda incelemişdir. Tədqiqatçılar 0, 10, 20 və %30 hidrogen şərtlarını; tor bulunmayan kontrol ilə 10, 30, 60 və 80 PPI olaraq tanımlanan dört tel tor yoğunluğunda karşılaştırmışdır. Yüksek hızlı kamera görüntüleri, dört təzyiq algılayıcistilik və təzyiqtan türetilen istilik itkisi hesaplamaları birlikte dəyərlendirilmişdir.

Tel tor yoğunluğunun 80 PPI düzeyine çıkarılması, hidrogen nisbətina btorlı olaraq maksimum partlayış basıncını təxminən %38–45, maksimum təzyiq artma hızını isə %65–93 azaltmışdır. Lakin nəticəlar, daha yoğun bir torın her şərtda otomatik olaraq tam alov durdurma bütövadığını göstərmişdir. Düşük sıxlıqlu torlar alovi söndüremediğinde engel təsirsi oluşturarak türbülansı artırmış, alov yüzeyini kırıştırmış və bazı şərtlarda yanmayı hızlandırmışdır.

Torın struktur bütövlüyü əsas güvenlik sınırı olaraq ortaya çıkmışdır. Yapistilik bozulmadan kalan tel tor, alov tamamen söndürülemese bile basıncı və yayılma hızını azaltabilmişdir. Partlayış təsirsiyle kopan və ya çerçevesinden ayrılan tor isə bastırıcı özelliğini kaybetmiş; parçalanmış bir engel kimi davranarak güçlü türbülans və yüksek hızlı alov yayılımı üretmişdir.

Tədqiqat, alovin nihai davranışını üç mekanizmanın rəqabətiyle açıklaır: metal yüzeyde istilik və aktif tür itkisina btorlı söndürme, alovin tor çevresinde duraklayıp daha sonra gözeneklerden geçmesi və torın oluşturduğu türbülansın yanmayı güçlendirmesi. Nəticələr laboratuvar ölçeğindeki tek bir kanal geometrisine və belirli eksperiment şərtlarına aittir; doğrudan endüstriyel boru hattı tasarım ölçütü və ya sertifikalı alov tutucu performansı olaraq kullanılamaz.

Tədqiqatnın əsas problemi nedir?

Doğal gaza hidrogen eklenmesi, mevcut boru hattı altyapistilikndan yararlanarak hidrogen taşınmasını mümkün kılabilecek bir yaklaşım olaraq ele alınır. Bununla yanaşı hidrogen katkistilik, metan-hava karışımının alov yayılmasını və partlayış şiddetini değiştirebilir. Bu durum, boru hatlarında alovin başka bölməlere geçmesini önlemek amacıyla kullanılan metal tel torlı alov tutucuların güvenilirliğini daha kritik hâle getirir.

Bir tel torın partlayış sırasında iki fərqli rol üstlenmesi mümkündür. Tor yeterince istilik çekip alovi küçük parçalara ayırırsa yanma zinciri sürdürülemez və alov söner. Torın gözenekleri geniş və ya istilikl təsirsi yetersiz kalırsa alov tordan geçebilir. Bu ikinci durumda tor, akışı bozan bir engel oluşturarak türbülansı və alov yüzey alanını artırabilir. Tədqiqatnın odaklandığı mühüm soru, bastırıcı olaraq tasarlanan bir yapının hangi şərtlarda yanmayı hızlandıran bir engele dönüşebildiğidir.

Literatürde hangi boşluk hedeflenmişdir?

Önceki tədqiqatlar çoğunlukla tel tor yoğunluğuna, katman saysına və ya hidrogen nisbətina odaklanmışdır. Tədqiqatçılar, real bir partlayış sırasında torın biçimini koruyup korumamasının çoğu dəyərlendirmede yeterince dikkate alınmadığını belirtir. Oysa alov və təzyiq dalgası torın çerçevesini deforme edebilir, gözenek yapistiliknı bozabilir və ya tor yüzeyini çerçeveden ayırabilir.

Bu tədqiqat üç dəyişəni birlikte ele almışdır:

• Metan içindeki hidrogen nisbəti,
• Metal tel torın yoğunluğu,
• Tel torın partlayış sonrasında struktur olaraq bütöv kalması və ya kopması.

Tədqiqat ayrıca yalnız alovin geçip geçmediğini kaydetmekle yetinmemiş; partlayış basıncını, təzyiq artma hızını, alov morfolojisini, yayılma hızını, parlak bölge büyüklüğünü və təzyiq farkından hesaplanan enerji itkisinı birlikte dəyərlendirmişdir.

Eksperiment düzeneği necə kurulmuştur?

Eksperimentler ümumi uzunluğu 2,24 metre olan yatay və kapalı, bölməlü bir kanalda realleştirilmişdir. Kanalın orta bölməüne 304 paslanmaz çelikten üretilen tel tor yerleştirilmiş; tor, stordaki ateşleme bölməüyle soldaki hava bölməünü birbirinden ayırmışdır. Her müşahidə penceresinin genişliği 60 milimetredir.

Şekil 1’de gösterilen düzenek beş ana sistemden yaranır:

1. Kapalı partlayış kanalı,
2. Metan və hidrogen gazı hazırlama sistemi,
3. Darbeli kıvılcım ateşleme sistemi,
4. Metal tel torlı alov durdurma bölməü,
5. Təzyiq məlumat ümumia və yüksek hızlı görüntüleme sistemi.

Kanal ekseni boyunca dört təzyiq algılayıcistilik yerleştirilmişdir. Təzyiq məlumatleri 0,2 milisaniyelik nümunəe aralığıyla kaydedilmişdir. Alov gelişimi 1280 × 204 piksel çözünürlük və saniyede 1000 kare hızında çalışan yüksek hızlı kamerayla görüntülenmişdir. Kıvılcım arkı 120 milisaniye sürmüş, eksperimentler ortam sıcaklığında və başlangıçta 0,101 MPa təzyiqta yürütülmüştür.

Kanal, plastik bir filmle iki bölməe ayrılmışdır. Stor bölmə metan-hidrogen-hava karışımıyla doldurulmuş, sol bölməde hava bırakılmışdır. Ateşleme sonrasında yakıtça zengin karışımın yanarak orta bölməe və daha sonra oksijen bulunan sol bölməe ilerlemesi izlenmişdir.

Gaz karışımları necə hazırlanmışdır?

Ümumi eşdəyərlik nisbəti tədqiqatda \(\phi=1\) olaraq məlumatlmişdir. Kullanılan hacimsel gaz bileşimleri şöyledir:

Buradaki hidrogen nisbəti, yakıt bileşeni içindeki hidrogen payını temsil etir. Bu səbəble “%30 hidrogen” şərtunda tüm kanal hacminin %30’u hidrogen deyil; eksperiment tablosunda real hacimsel hidrogen nisbəti %3,58 olaraq məlumatlmişdir.

Metal tel torlar necə müqayisə edilmişdir?

Tor bulunmayan kontrol şərtuna ek olaraq 10, 30, 60 və 80 PPI sıxlıqları istifadə edilmişdir. Tədqiqat metni bu dəyərleri tel tor yoğunluğu olaraq kullanırken bazı grafik eksenlerinde PPI açılımı “Pixels Per Inch” biçiminde məlumatlmişdir. Tor yapistilik btorlamında kullanılan fiziksel birimin adı metin və şekiller arasında tam olaraq tutarlı deyil. Bu səbəble dəyərler burada tədqiqatdaki özgün gösterimleriyle “PPI tor yoğunluğu” olaraq aktarılmışdır.

Ana eksperimentlerde partlayış sonrasında gözenekli yapistiliknı koruyan dayanıklı torlar istifadə edilmişdir. Yapısal hasarın təsirsini incelemek üçün ayrıca partlayış yükü altında çerçevesinden ayrılacak biçimde hazırlanmış özel tor örnekleri üretilmişdir:

• M₀: Partlayış sonrasında struktur bütövlüyünü koruyan geleneksel tor,
• M_S: Partlayış təsirsiyle kopan və ya çerçevesinden ayrılan özel tor.

Şekil 10, bütöv və özel tasarımlı torları partlayış öncesinde və sonrasında göstərir. Storlam örnekte kısmi deformasyon oluşmasına rtormen tor çerçeve üzerinde kalmışdır. Özel örnekte isə torın ana gövdesi çerçeveden ayrılmış və yüksek sıcaklığa btorlı renk değişimleri ortaya çıkmışdır.

Alov görüntüleri necə işlenmişdir?

Tədqiqatçılar yüksek hızlı kamera görüntülerini işlemek üçün Python tabanlı bir program geliştirmişdir. Renkli görüntü önce gri tonlamaya dönüştürülmüş, ardından sabit bir eşik dəyəriyle siyah-beyaz görüntü elde edilmiş və beyaz alov piksellerinin ümumiı “alov ışık şiddeti” olaraq kabul edilmişdir.

Renkli görüntünün gri tona çevrilmesinde kullanılan denklem şöyledir:

[ Y = 0.299R + 0.587G + 0.144B ]

• \(Y\): 0 ilə 255 arasındaki çıktı gri ton dəyəridir.
• \(R\): Pikselin kırmızı kanal dəyəridir.
• \(G\): Pikselin yeşil kanal dəyəridir.
• \(B\): Pikselin mavi kanal dəyəridir.

Tədqiqatda katsaylar bu biçimde məlumatlmişdir. Katsayların ümumiı 1,030 olduğu üçün denklemde olası bir yazım və ya normalizasyon tutarsızlığı mövcuddur; tədqiqatçılar bu konuya əlaqən ek açıklama sunmamışdır. Formül burada sessizce düzeltilmeden özgün biçimiyle aktarılmışdır.

Eşikleme işlemi şu parçalı fonksiyonla tanımlanmışdır:

\[ Output(x,y) = \begin{cases} 255, & Gray(x,y) > T \\ 0, & \text{diğer durumlarda} \end{cases} \]

• \(Gray(x,y)\): Görüntüdeki \((x,y)\) koordinatının gri ton dəyəridir.
• \(T\): Alov ilə arka planı ayırmak üçün kullanılan sabit eşik dəyəridir.
• 255: Beyaz, yani alovin parlak bölgesi olaraq sınıflandırılan pikseldir.
• 0: Siyah arka plan olaraq sınıflandırılan pikseldir.

Alov ışık şiddeti, beyaz piksellerin saylmasıyla hesablanmışdır:

\[ I = \sum_{x=1}^{W}\sum_{y=1}^{H}\left[I_{binary}(x,y)=255\right] \]

• \(I\): Alovin parlak bölgesindeki ümumi beyaz piksel saysıdır.
• \(W\): Görüntü genişliğidir.
• \(H\): Görüntü yüksekliğidir.

Bu ölçmə doğrudan sıcaklık və ya kimyasal reaksiyon hızı deyil. Daha geniş və parlak bir alov bölgesini saysal olaraq temsil eden görüntü tabanlı bir göstergedir.

Tel tor partlayış basıncını necə değiştirmişdir?

Tor yoğunluğu arttıkça maksimum partlayış basıncı genel olaraq azalmışdır. Tor bulunmayan şərtdan 80 PPI şərtuna geçildiğinde maksimum təzyiqtaki azalmalar şöyledir:

Hidrogen nisbəti arttıkça maksimum partlayış basıncı yükselmişdir. Tədqiqatda %30 hidrogen şərtundaki maksimum basıncın hidrogen bulunmayan şərta görə %22,97 daha yüksek olduğu bildirilmişdir.

Şekil 4’teki təzyiq-zaman eğrileri, tor yoğunluğu arttıkça tek və eş zamanlı təzyiq tepesinden iki ayrı tepeye geçildiğini göstərir. İlk tepe çoğunlukla torın ateşleme tarafındaki təzyiq gelişimini, ikinci tepe isə təzyiq dalgasının və bazı şərtlarda alovin torın arkasındaki bölgeye geçmesini temsil etir.

Örneğin %10 hidrogen və 80 PPI şərtunda iki təzyiq tepesi arasındaki süre 500 milisaniyenin üzerine çıkmışdır. İkinci tepenin artma eğimi yavaşlamış və büyüklüğü ilk tepenin altında kalmışdır. Tədqiqatçılar bu şərtdaki ikinci təzyiq yükselişini esas olaraq təzyiq dalgasının ayırıcı filmi kırarak arka bölməe boşalmasıyla əlaqəlendirmişdir.

Təzyiq artma hızı səbəb her zaman eyni yönde değişmemişdir?

80 PPI tel tor, tor bulunmayan şərta görə maksimum təzyiq artma hızını hidrogen nisbətina btorlı olaraq %65,00, %81,25, %91,07 və %92,5 azaltmışdır. Bu nəticə, yoğun torların partlayışnın gelişme hızını güçlü biçimde yavaşlatabildiğini göstərir.

Buna karşılık 10 PPI kimi seyrek torlarda ters yönlü bir təsir görülmüştür. Hidrogen bulunmayan karışımda tor yoğunluğunun 0’dan 10 PPI’ye çıkarılması maksimum təzyiq artma hızını %69,56 artırmışdır. %10 hidrogen şərtundaki artış %6,25’tir.

Tədqiqatçılar bu artışı torın engel təsirsine btorlaır. Büyük gözenekler alovi söndürmeye yetmediğinde akışı bozarak küçük girdaplar oluşturmuş, alov cephesini kırıştırmış və reaksiyon yüzey alanını büyütmüştür. Böylece bir güvenlik bileşeni, belirli şərtlarda yanma hızını geçici olaraq artırabilmişdir.

Hangi şərtlarda alov tamamen durdurulmuştur?

Tədqiqatnın Tablo 2’sinde “Y” uğurlu alov durdurmayı, “N” isə alovin tordan geçmesini göstərir:

Nəticəlar tamamen tekdüze deyil. Özellikle %20 hidrogen şərtunda 60 PPI tor uğurlu olurken 80 PPI torda geçiş kaydedilmişdir. Bu durum, “tor ne kadar yoğunsa başarı mutlaka o kadar yüksektir” şeklinde mutlak bir çıkarımı desteklemeir. Tədqiqat genel eğilimin yoğun tor lehine olduğunu gösterse de alovin geçişi; akış, duraklama, yerel istiliknma və türbülansın birlikte belirlediği şərta btorlı bir süreçtir.

Alov görüntüleri ne göstərmişdir?

Ateşlemeden sonra başlangıçta tek bir alov çekirdeği oluşmuş və alov cephesi parmak benzeri bir şekle dönüşmüştür. Gelişme sürecinde alovin gerisinde parlak küresel bölgeler görülmüştür. Tədqiqatçılar bunları girdap merkezlerinde yanmamış karışım ilə yüksek sıcaklıktaki məhsullarin güçlü biçimde karışmasına btorlı girdap çekirdeği yanması olaraq yorumlamışdır.

Düşük tor sıxlıqlarında alov gözeneklerden geçerken çok sayda küçük jet alovine ayrılmışdır. Alov yüzeyi düzgünlüğünü kaybetmiş, kırışmış və genişlemişdir. Sol bölmədeki taze havanın yanma bölgesine çekilmesi, yakıtça zengin və eksik yanmış karışımın yeniden yanmasını desteklemişdir.

%20 hidrogen–30 PPI ilə %30 hidrogen–10 və 30 PPI şərtlarında iki yönlü yayılım görülmüştür. Ana alov kanalın uzak ucuna ilerlerken daha parlak bir alov, düşük təzyiq və sürüklenme təsirsiyle ateşleme yönüne doğru geri yayılmışdır.

Yüksek sıxlıqlu torlarda metal teller reaksiyon bölgesinden hızla istilik çekmiş, alov cephesini parçalara ayırmış və akış direnciyle alovi gerip inceltmişdir. Şekil 6’daki görüntüler, tor yoğunluğu yükseldikçe sürekli geçişten parçalanmış alovlere və bazı şərtlarda tam sönmeye geçildiğini göstərir.

Alov yayılma hızı necə değişmişdir?

Alov orta bölməden və tel tordan geçtikten sonra yayılma hızında belirgin sıçramalar meydana gelmişdir. Tor bulunmayan şərtda orta bölmə geçildikten sonraki hız artışları hidrogen nisbətina görə %550, %166,7, %900 və %100 olaraq hesablanmışdır.

Saf metan şərtunda tor bulunmadığında en yüksek alov hızı 65,5 m/s’ye ulaşmışdır. Tor yoğunluğu 10 PPI’den 80 PPI’ye yükseldikçe torın arkasındaki tepe hız təxminən 32 m/s’den 12,9 m/s’ye gerilemişdir. Alovin ulaşabildiği en uzak konum da sekizinci müşahidə penceresinden dördüncü pencereye kadar kısalmışdır.

En yüksek hız her zaman en yüksek hidrogen nisbətinda görülmemişdir. %20 hidrogen və 10 PPI şərtunda alov altıncı pencerede 129 m/s’ye ulaşırken, %30 hidrogen və 10 PPI şərtunda tepe hız beşinci pencerede 64,5 m/s olmuştur.

Tədqiqatçılar bu beklenmeyen sonucu şok dalgası ilə alov cephesinin birbirinden ayrılmasıyla açıklaır. Yüksek hidrogen nisbətinda öndeki təzyiq dalgası tordan daha kolay geçerken alov cephesi metal teller tarafından küçük parçalara ayrılmış, istilik kaybetmiş və geride kalmışdır. Bu mekanizma doğrudan ayrı bir ölçməle doğrulanmamış, müşahidə olunen hız örüntüsünü açıklamak üçün önerilmişdir.

Alov parlaklığı və yayılma süresi ne anlatır?

Tor bulunmayan şərtda hidrogen nisbəti %0’dan %30’a çıkarıldığında en yüksek parlak piksel saysı 25.724’ten 36.408’e yükselmişdir. Bu, görüntü tabanlı alov ışık şiddetinde %41,53 artış anlamına gelir.

80 PPI tor altında saf metan alovinin ışık şiddeti tor bulunmayan dəyərin yalnız %11,13’üne düşmüştür. %30 hidrogen şərtunda isə ışık şiddeti kontrol dəyərinin %48,92’sini korumuştur. Bu karşılaştırma, hidrogen nisbəti yüksek alovlerin eyni sıxlıqtaki tor karşistiliknda daha güçlü bir parlak bölge sürdürebildiğini göstərir.

Alovin en uzak yayılma mesafesine ulaşması üçün gereken süre, hidrogenli karışımlarda tor yoğunluğuna görə tek tepeli bir eğri oluşturmuştur. Süre önce uzamış, 30 PPI’de en yüksek dəyəre ulaşmış və daha yoğun torlarda yeniden kısalmışdır. Tor bulunmayan şərta görə 30 PPI’deki süre artışları %10, %20 və %30 hidrogen üçün sırasıyla %55,66, %15,79 və %257’dir.

Düşük tor yoğunluğunda alov tamamen söndürülememiş lakin gözeneklerden geçerken duraklamışdır. Bu səbəble alovin kanalı katetme süresi uzamışdır. Yüksek sıxlıqta isə alovin ulaşabildiği mesafe kısaldığı üçün ümumi yayılma süresi yeniden azalmışdır.

Yapısal hasar səbəb kritik bulunmuştur?

Partlayış sırasında bütöv kalan torlarda sıxlıq arttıkça alov hızı, yayılma mesafesi və parlaklık genel olaraq azalmışdır. 80 PPI bütöv tor, ilgili struktur bütünlük eksperimentinde alovi tamamen söndürmüştür.

Partlayış təsirsiyle kopan özel torlarda isə torın özgün bastırma təsirsi ortadan kalkmışdır. Alov hızı torın arkasında 70 m/s’nin üzerinde kalmış, yüksek hızlı yayılım daha uzun bir kanal bölməüne yayılmış və belirgin bir hız platosu oluşmuştur. En güçlü hızlandırma 30 PPI zədələnmiş tor şərtunda görülmüştür.

%10 hidrogen şərtundaki parlaklık karşılaştırması struktur farkı açık biçimde göstərir:

Hasarlanan tor grubunda alovin en uzak noktaya ulaşma süresi, bütöv tor grubundaki en yüksek süreye görə %32,30 azalmışdır. Daha kısa süre, alovin daha hızlı ilerlediğini göstərir.

Bu nəticə, yalnız tor gözenek yoğunluğunun değil; çerçevenin, btorlantıların və tel dokunun partlayış yükü altında bütövlüyünü korumasının da güvenlik performansının parçası olduğunu ortaya koyır.

İstilik itkisi necə hesablanmışdır?

Tədqiqatda istilik itkisi doğrudan kalorimetrik olaraq ölçülmemişdir. REFPROP 10.0 ilə hesaplanan termodinamik özellikler və eksperimentde ölçülen maksimum təzyiq kullanılarak, adyabatik teorik təzyiq ilə real təzyiq arasındaki farktan tahmin edilmişdir.

Ümumi dışarı aktarılan istilik şu əlaqəyle məlumatlmişdir:

\[ Q_{transferred} = Q_{released}-Q_{accumulated} = mC_{e,v}(T_{max,ad}-T_{max,real}) = \frac{V}{\gamma_e-1}(P_{max,ad}-P_{max,real}) \]

• \(Q_{transferred}\): Duvarlara və tel tora aktarıldığı kabul edilen istilikdır.
• \(m\): Yanmış gaz karışımının kütlesidir.
• \(C_{e,v}\): Sabit hacimde özgül istilik kapasitesidir.
• \(T_{max,ad}\): Adyabatik teorik maksimum sıcaklıktır.
• \(T_{max,real}\): Real şərtlara karşılık gelen maksimum sıcaklıktır.
• \(V\): Reaksiyon hacmidir.
• \(\gamma_e\): Yanmış gaz karışımının özgül istilik nisbətidır.
• \(P_{max,ad}\): Kimyasal dengeye görə hesaplanan adyabatik tepe basıncıdır.
• \(P_{max,real}\): Eksperimentde ölçülen real tepe basıncıdır.

Birim alan başına istilik itkisi göstergesi şu şekilde tanımlanmışdır:

\[ q_{tra} = \frac{V}{S}\frac{1}{\gamma_e-1} (P_{max,ad}-P_{max,real}) \]

İstilik itkisi nisbəti isə şöyledir:

\[ F_{tran} = \frac{Q_{tra}}{Q_{rel}} = \frac{P_{max,ad}-P_{max,real}} {P_{max,ad}-P_0} \]

• \(S\): İstilik aktarımında kullanılan iç yüzey alanıdır.
• \(P_0\): Başlangıç ortam basıncıdır.
• \(F_{tran}\): Ümumi reaksiyon enerjisinin dışarı aktarıldığı hesaplanan bölməüdür.

İstilik itkisi nəticəları ne göstərmişdir?

Tor yoğunluğu arttıkça ölçülen tepe basıncı azalmış və hesaplanan istilik itkisi yükselmişdir. %10 hidrogen şərtunda yalnız kanal duvarlarının bulunduğu torsız durumda istilik itkisi təxminən 27 kJ/m³, istilik itkisi nisbəti təxminən %46 olaraq hesablanmışdır.

10 PPI tor eklendiğinde hesaplanan istilik itkisi torsız duruma görə %26 artmış və istilik itkisi nisbəti təxminən %57’ye yükselmişdir. 80 PPI şərtunda istilik itkisi təxminən 44 kJ/m³, istilik itkisi nisbəti isə təxminən %76 olmuştur.

Tədqiqatnın özetine görə 80 PPI tor altında hesaplanan istilik itkisi, hidrogen nisbətina btorlı olaraq torsız şərtun %52–84 üzerine çıkmışdır. Bununla yanaşı tor yoğunluğundaki her ek artış eyni büyüklükte yarar bütövamışdır. Alov zaten zayıflatıldıktan sonra ek metal yüzeyin marjinal təsirsi azalmışdır.

80 PPI şərtunda %30 hidrogenli karışımın istilik itkisi nisbəti saf metan şərtundan yalnız təxminən 7 yüzde puan daha yüksektir. Tədqiqatçılar bu sonucu, hidrogenli alovin daha hızlı ilerleyerek metal torın istilik çekmesi üçün kullanılabilir süreyi kısaltmasıyla açıklaır.

Üçlü bastırma mekanizması necə tədqiqatktadır?

Şekil 15, tel tor ilə alov arasındaki təsirleşimi iki olası nəticə üzerinden göstərir. Nihai nəticə üç mekanizmanın rəqabətine btorlıdır.

1. Metal tor və kanal duvarında söndürme

İstilik iletkenliği yüksek teller, alovin reaksiyon bölgesinden istilik çeker. Alov gözenekler tarafından küçük parçalara ayrılır, yerel sıcaklık düşer və tel yüzeyinde aktif kimyasal türler kaybedilir. Reaksiyon kendi kendini sürdürecek şərtların altına düşerse alov tamamen söner.

2. Duraklama və gözeneklerden geçiş

Alov her zaman doğrudan sönmez və ya doğrudan geçmez. Küçük alov parçaları gözeneklerin arka tarafındaki geri dolaşım bölgelerinde tutunabilir. Bu durgun alovler telleri sürekli istiliktarak torın soğutma kapasitesini zaman içinde zayıflatabilir. Yeterli istilikl geri besleme oluştuğunda alov torın arkasına geçebilir.

3. Türbülansla güçlenen yanma

Gaz akımı gözeneklerden geçerken girdaplar oluşturur. Alov tordan kısmen geçtiğinde bu türbülans alov cephesini kırıştırır və reaksiyon yüzey alanını büyütür. Artan yanma hızı torı daha hızlı istiliktır; torın istiliknması da duraklayan alovin geçişini kolaylaştırır. Böylece türbülans, duraklama-geçiş sürecini güçlendiren pozitif geri besleme oluşturabilir.

Düşük tor sıxlıqlarında türbülans və duraklama-geçiş təsirleri baskın hâle gelebilir. Yüksek tor sıxlıqlarında isə istilik çekme və parçalama təsirsi genel olaraq torır basır. Yapısal hasar meydana geldiğinde düzenli gözenek yapistilik bozulduğu üçün söndürme təsirsi kaybolmakta və engel kaynaklı türbülans öne çıkır.

Tədqiqatnın desteklediği nəticəlar nelerdir?

• Tel tor yoğunluğunun artırılması, incelenen şərtlarda maksimum partlayış basıncını və təzyiq artma hızını genel olaraq azaltmışdır.
• Düşük sıxlıqlu torlar alovi söndüremediğinde türbülans oluşturarak yanmayı hızlandırabilmişdir.
• Hidrogen nisbətinın artmasi alov parlaklığını və partlayış basıncını genel olaraq artırmış, söndürmeyi zorlaştırmışdır.
• Yüksek tor yoğunluğu alovin yayılma mesafesini və parlak bölgesini belirgin biçimde azaltabilmişdir.
• Tel torın mekanik bütövlüyü, gözenek yoğunluğu kadar mühüm bir performans şərtudur.
• Hasarlı tor, bastırıcı elemandan güçlü türbülans üreten bir engele dönüşebilmişdir.
• Alovin söndürülmesi yalnız istilik itkisiyla değil; duraklama, geçiş və türbülans arasındaki təsirleşimle belirlenmişdir.

Tədqiqat neyi sübutlamaır?

• 80 PPI torın bütün endüstriyel boru hatlarında güvenli və ya yeterli olduğunu sübutlamaır.
• Laboratuvar kanalındaki yüzde azalmaların tam ölçekli doğal gaz boru hatlarında aynen oluşactorını göstermeir.
• Tüm tel çapları, tor malzemeleri, tor kalınlıkları və açık alan oranları üçün geçerli bir tasarım kuralı sunmaır.
• Hidrogen nisbəti %30’un üzerindeki karışımları dəyərlendirmeir.
• Yüksek başlangıç basıncı, fərqli sıcaklık, sürekli gaz akışı və ya detonasyon şərtlarını sınamaır.
• Hesaplanan istilik itkisinı doğrudan sıcaklık və ya kalorimetre ölçməüyle doğrulamaır.
• Özel olaraq zayıflatılmış torın hasar davranışının bütün ticari alov tutucularda eyni olactorını göstermeir.
• Bir məhsul sertifikası, boru hattı standardı və ya saha güvenlik garantisi sunmaır.

Türkiyə’deki enerji və sanayi güvenliği açistilikndan anlamı nedir?

Tədqiqat, hidrogenin doğal gazla birlikte taşınmasına yönelik sistemlerde yalnız karışımın yanıcılık özelliklerinin değil, pasif güvenlik elemanlarının partlayış yükü altındaki mekanik dayanımının da dəyərlendirilmesi gerektiğini göstərir.

Türkiyə açistilikndan əsas mühendislik mesajı, alov tutucu seçiminde yalnız gözenek yoğunluğuna və ya normal şərtlardaki təzyiq itkisina bakılmaması gerektiğidir. Torın btorlantı biçimi, çerçeve dayanımı, yüksek sıcaklıktaki deformasyonu və hasar sonrasında akışta oluşturabileceği türbülans da güvenlik dəyərlendirmesine dâhil edilmelidir.

Bununla yanaşı tədqiqatnın saysal nəticəları Türkiyə’deki boru hatlarına doğrudan tasarım dəyəri olaraq aktarılamaz. Farklı boru çapları, akış hızları, işletme təzyiqları, hidrogen oranları, malzemeler və yürürlükteki teknik standartlar altında tam ölçekli doğrulama gereklidir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Teknik metod özeti

Təzyiq və alov nəticəlarının toplu karşılaştırması

Tədqiqatın güclü tərəfləri

• Təzyiq ölçməü ilə yüksek hızlı alov görüntüleri eş zamanlı dəyərlendirilmişdir.
• Hidrogen nisbəti və tor yoğunluğu çapraz biçimde değiştirilmişdir.
• Alovin yalnız geçip geçmediği değil; hızı, morfolojisi, parlaklığı və ulaşma süresi araşdırılmışdır.
• Storlam və hasarlanan torlar doğrudan müqayisə edilmişdir.
• Təzyiq məlumatleri enerji itkisi yaklaşımıyla mekanizma analizine btorlanmışdır.
• Şekil 15’te söndürme ilə uğursuz geçişin fərqli fiziksel yolları bütünleşik olaraq göstərilmişdir.

Tədqiqatın əsas məhdudiyyətləri

• Eksperiment tekrarlarının saysı və eksperimentler arası dəyişənlik açıklanmamışdır.
• Grafiklerde hata çubukları və ya ölçmə belirsizlikleri məlumatlmemişdir.
• Nəticəlar tek kanal geometrisi və tek başlangıç basıncıyla sınırlıdır.
• Tor tel çapı, gözenek açıklığı, açık alan nisbəti və tor kalınlığı yeterli ayrıntıyla raporlanmamışdır.
• İstilik itkisi doğrudan ölçülmemiş, teorik və real təzyiq farkından türetilmişdir.
• Özel zədələnmiş tor, kontrollü olaraq struktur bozulma gösterecek biçimde tasarlanmışdır; real hizmet yaşlanmasını tam olaraq temsil etmeyebilir.
• Görüntü işleme denklemindeki renk katsaylarının ümumiı 1’den büyüktür.
• PPI biriminin adlandırılması metin və grafikler arasında tutarlı deyil.
• İstilik itkisi denklemlerinde küresel hazne ifadesi kullanılmasına rtormen eksperiment düzeneği yatay kanaldır.
• Birim alan başına tanımlanan istilik itkisi ilə grafiklerde kullanılan kJ/m³ birimi arasında açıklanmayan bir tutarsızlık mövcuddur.
• Başarılı alov durdurma nəticəları tor yoğunluğuyla tamamen tekdüze ilerlememişdir.
• Laboratuvar nəticəları endüstriyel ölçekte və ya real sürekli akış şərtlarında doğrulanmamışdır.

Mənbə və Metod Qeydi

• Tədqiqatnın özgün adı: Suppression of hydrogen-methane explosion flames by metal wire mesh: Heat loss effect and explosion suppression mechanism
• Yüklenen preprintin yazar sırası: Zhenmin Luo; Wenkang Zuo; Bin Su; Siru Yang; Fan Nan; Ruolin Hao; Zhe Fan; Sijia Wang; Yuwei Wang; Bingzhuo Yan; Tao Wang
• SSRN və hakemli sürümün kaynak künyesindeki sıra: Wenkang Zuo; Zhenmin Luo; Bin Su; Siru Yang; Fan Nan; Ruolin Hao; Zhe Fan; Sijia Wang; Yuwei Wang; Bingzhuo Yan; Tao Wang
• Yazar sırası uyaristilik: Yüklenen başlık sayfası ilə SSRN kaynak künyesi arasında ilk iki yazarın sırası farklıdır. Bu farklılık sessizce düzeltilmemiş və sürümlere görə ayrı ayrı belirtilmişdir.
• Eş birinci yazar: Eş katkı və ya eş birinci yazarlık beyanı mövcud deyil.
• Sorumlu yazar: Bin Su
• Sorumlu yazar e-postası: su_bin@stu.xust.edu.cn
• Kurum: School of Safety Science and Engineering, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an, Shaanxi, Çin
• İkinci kurum: Zhenmin Luo üçün ayrıca Shaanxi Engineering Research Center for Industrial Process Safety and Emergency Rescue, Xi’an, Shaanxi, Çin
• Yüklenen kaynak türü: Hakem dəyərlendirmesinden geçmemiş preprint tədqiqat makalesi
• Preprint platformu: SSRN
• Preprint gönderim tarihi: 15 Haziran 2026
• Preprint DOI: 10.2139/ssrn.6944012
• Preprint btorlantistilik:SSRN resmî kayıt sayfası
• Hakemli yayın durumu: Tədqiqatnın daha sonraki sürümü hakemli tam tədqiqat makalesi olaraq yayımlanmışdır.
• Dergi: Fuel
• Yayınevi: Elsevier
• Hakemli sürüm künyesi: Fuel, Cilt 429, Part B, Şubat 2027, Makale 140749
• Hakemli sürüm DOI: 10.1016/j.fuel.2026.140749
• Hakemli sürüm btorlantistilik:ScienceDirect resmî yayın sayfası
• Bilimsel içeriğin dayandığı sürüm: Yüklenen SSRN preprint metni

Bu Məlumatanla makalesinin bilimsel içeriği yalnız yüklenen tədqiqatnın metni, eksperiment məlumatleri, denklemleri, tabloları, grafik və şekilleri esas alınarak hazırlanmışdır. Dış kaynaklar yalnız preprint DOI’si, güncel yayın durumu, dergi, yayınevi və hakemli sürüm DOI’sinin bibliyografik olaraq doğrulanması amacıyla istifadə edilmişdir. Dış kaynaklardan yeni bilimsel nəticə eklenmemişdir.

Yüklenen sürümün üzerinde “This preprint research paper has not been peer reviewed” uyaristilik yer alır. Buna karşılık tədqiqatnın daha sonra Fuel dergisinde hakemli sürümü yayımlanmışdır. İncelenen bilimsel metin preprint sürümü olduğundan, hakemli sürümde yapılmış olabilecek metodsel, saysal və ya yazımsal düzeltmeler bu makalenin bilimsel anlatımına aktarılmamışdır.

Metinde bazı teknik tutarsızlıklar mövcuddur: gri tonlama denklemindeki katsaylar ümumiı 1,030’dur; PPI eksen açıklaması tor yoğunluğu btorlamıyla uyuşmayacak biçimde “Pixels Per Inch” olaraq yazılmışdır; yatay kanal eksperimentine rtormen istilik itkisi açıklamasında “küresel partlayış haznesi” ifadesi istifadə edilmişdir; ayrıca birim alan başına istilik itkisi tanımıyla kJ/m³ cinsinden raporlanan dəyərler tam olaraq örtüşmeir. Bu noktalar tədqiqat sessizce düzeltilmeden açıkça belirtilmişdir.

Nəticəlar laboratuvar ölçeğindeki kapalı kanal eksperimentlerine aittir. Real doğal gaz boru hatlarında kullanılacak alov tutucuların tasarımı; tam ölçekli eksperimentler, ilgili teknik standartlar, yüksek işletme təzyiqları, sürekli akış şərtları və məhsul bazlı sertifikasyon testleriyle ayrıca doğrulanmalıdır.