On a steady, laminar, premixed hydrogen—bromine flame

• Published in: Chemical engineering science 1969, Vol.24 (1), p.95-111
• Main Authors: Frazier, George C., Wendt, Jost
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0009-2509; 1873-4405
• DOI: 10.1016/0009-2509(69)80012-6

A simple model is proposed for the steady, laminar, premixed hydrogen—bromine flame, and the results of a numerical integration of the equations for this model are compared with the available experimentally determined structure. The calculated mass flow rates are slightly larger than that of the experimental flame: 4 per cent greater for the case of adjusted Johnson and Britton bromine dissociation-recombination kinetics, and 6 per cent greater for the Givens and Willard kinetics of this reaction. The simulated flames are thinner than the experimental one, consistent with their higher burning rates. Their heat release rates occur somewhat late, however, and their corresponding maximum temperatures are higher than measured. The deviations between the experimental and the simulated flames are probably due to inadequate property data and to thermal diffusion of the hydrogen molecule. Chemical steady-state with respect to the H atom appears good at least to a first approximation. The Br atom flux to the flame holder, modeled as the Curtiss—Hirschfelder type, is significantly greater than that given by equilibrium in the cold gases. It is suggested that chemical interaction of this flame with the flame holder in the form of heterogeneous catalytic recombination of Br atoms is an important mechanism in its stabilization. Un modèle simple est proposé pour la flamme laminaire stable, de brome-hydrogène prémélangée, et les résultats d'une intégration numérique des équations pour ce modèle sont comparées à la structure disponible déterminée expérimentalement. Les débits calculés pour la masse sont légèrement supérieurs à ceux de la flamme expérimentale: supérieurs de 4% dans le cas d'une cinétique ajustée de Johnson et Britton sur la dissociation-rebominaison de brome et de 6% pour la cinétique de Willard et Givens de cette réaction. Les flammes simulées sont plus fines que la flamme expérimentale, conformément à leur taux de combustion plus élevé. Leur taux de dégagement de chaleur survient quelque peu en retard, toutefois, et leurs températures maximales correspondantes sont plus élevées que celles mesurées. Les déviations entre les flammes expérimentales et les flammes simulées sont probablement dues à des données inadéquates des propriétés et à la difusion thermique de la molécule d'hydrogène. Par rapport à l'atome H, l'état stable du produit chimique apparaît bon au moins pour une première approximation. Le flux de l'atome Br vers le support de la flamme, copié