Експериментальне дослідження впливу двоіскрового запалювання на процес переходу горіння у детонацію у детонаційній трубі
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.175333Ключові слова:
детонаційна труба, багатоосередкове запалювання, перехід горіння в детонацію, іскрове запалюванняАнотація
Досліджувалася проблема ініціювання детонації в пульсуючих детонаційних двигунах. Напрямком вирішення даної проблеми обрано застосування детонаційних труб з багатоосередковим запалюванням. Як джерела запалювання використані два іскрових розряди, які запалювалися синхронно. Іскрові розряди запалювалися на відстані, за якої забезпечувалась інтенсивна газодинамічна взаємодія між розрядами. Взаємодія полягала в зіткненні ударних хвиль, що генеруються іскровими розрядами. В результаті, в області між іскровими проміжками забезпечувалося зростання температури газу за рахунок зіткнення ударних хвиль, що зустрічно рухаються.
Дослідження впливу двоіскрового запалювання на час і довжину ділянки переходу горіння в детонацію в детонаційній трубі проведено шляхом порівняння параметрів переходу в випадках одноіскрового і двоіскрового запалювання за інших рівнозначних умов досліджень. Дослідження проводилися на детонаційної трубі довжиною 2,3 м і внутрішнім діаметром 22 мм. Свічки запалювання розташовувалися в торцевій частині труби. Використовувалася стехіометрична суміш пропану з киснем, що на 50 % розбавлена азотом за початковим тиску в суміші, що дорівнює 50 кПа. Для реєстрації часу розповсюдження фронту реакції і вимірювання швидкості процесу труба оснащувалася 22-ма іонізаційними датчиками. Відстань між джерелами запалювання дорівнювало 6 мм. Довжина розрядного проміжку в кожному джерелі запалювання становила 2,5 мм. Джерела запалювання у вигляді свічок запалювання підключалися до високовольтних блоків із повною енергією розряду 3,3 Дж.
За результатами досліджень виявлено скорочення відстані переходу горіння в детонацію в 1.6...2 рази і часу переходу з 3,9 мс до 1,2 мс в разі переходу від одноіскрового до двоіскрового запалювання.
Отримані результати можуть бути використані під час проектування систем запалювання в пульсуючих детонаційних двигунах
Посилання
- Zhou, R., Wu, D., Wang, J. (2016). Progress of continuously rotating detonation engines. Chinese Journal of Aeronautics, 29 (1), 15–29. doi: https://doi.org/10.1016/j.cja.2015.12.006
- Roux, J. A. (2018). Parametric cycle analysis of an ideal pulse detonation engine – Supersonic branch. Thermal Science and Engineering Progress, 5, 296–302. doi: https://doi.org/10.1016/j.tsep.2017.12.009
- Pandey, K. M., Debnath, P. (2016). Review on Recent Advances in Pulse Detonation Engines. Journal of Combustion, 2016, 1–16. doi: https://doi.org/10.1155/2016/4193034
- Korytchenko, K. V., Essmann, S., Markus, D., Maas, U., Poklonskii, E. V. (2018). Numerical and Experimental Investigation of the Channel Expansion of a Low-Energy Spark in the Air. Combustion Science and Technology, 1–26. doi: https://doi.org/10.1080/00102202.2018.1548441
- Korytchenko, K. V., Ozerov, A. N., Vinnikov, D. V., Skob, Yu. A., Dubinin, D. P, Meleshchenko, R. G. (2018). Numerical simulation of influence of the non-equilibrium excitation of molecules on direct detonation initiation by spark discharge. Problems of Atomic Science and Technology, 4 (116), 194–199.
- Korytchenko, K., Sakun, O., Dubinin, D., Khilko, Y., Slepuzhnikov, E., Nikorchuk, A., Tsebriuk, I. (2018). Experimental investigation of the fireextinguishing system with a gasdetonation charge for fluid acceleration. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (5 (93)), 47–54. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.134193
- Shepherd, J. E. (2009). Detonation in gases. Proceedings of the Combustion Institute, 32 (1), 83–98. doi: https://doi.org/10.1016/j.proci.2008.08.006
- Kamenskihs, V., Ng, H. D., Lee, J. H. S. (2010). Measurement of critical energy for direct initiation of spherical detonations in stoichiometric high-pressure H2–O2 mixtures. Combustion and Flame, 157 (9), 1795–1799. doi: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2010.02.014
- Bang, B.-H., Ahn, C.-S., Kim, Y.-T., Lee, M.-H., Kim, M.-W., Yarin, A. L., Yoon, S. S. (2019). Deflagration-to-detonation transition in pipes: The analytical theory. Applied Mathematical Modelling, 66, 332–343. doi: https://doi.org/10.1016/j.apm.2018.09.023
- Ettner, F., Vollmer, K. G., Sattelmayer, T. (2014). Numerical Simulation of the Deflagration-to-Detonation Transition in Inhomogeneous Mixtures. Journal of Combustion, 2014, 1–15. doi: https://doi.org/10.1155/2014/686347
- Li, J., Fan, W., Yan, C., Li, Q. (2009). Experimental Investigations on Detonation Initiation in a Kerosene-Oxygen Pulse Detonation Rocket Engine. Combustion Science and Technology, 181 (3), 417–432. doi: https://doi.org/10.1080/00102200802612310
- Kiverin, A. D., Yakovenko, I. S. (2019). Ignition and detonation onset behind incident shock wave in the shock tube. Combustion and Flame, 204, 227–236. doi: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2019.03.012
- Kasimov, A., Korytchenko, K., Dubinin, D., Lisnyak, A., Slepuzhnikov, E., Khmyrov, I. (2018). Numerical study of the process of compressing a turbulized two-temperature air charge in the diesel engine. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (96)), 49–53. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.150376
- Bulat, M. P., Bulat, P. V., Denissenko, P. V., Esakov, I. I., Grachev, L. P., Volkov, K. N., Volobuev, I. A. (2018). Ignition of lean and stoichiometric air–propane mixture with a subcritical microwave streamer discharge. Acta Astronautica, 150, 153–161. doi: https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2017.11.030
- Frolov, S. M., Basevich, V. A., Aksenov, V. S., Polihov, S. A. (2004). Initsiirovanie gazovoy detonatsii begushchim impul'som zazhiganiya. Himicheskaya fizika, 23 (4), 61–67.
- Bannikov, N. V., Vasil'ev, A. A. (1992). Mnogoochagovoe vosplamenenie gazovoy smesi i ego vliyanie na perehod goreniya v detonatsiyu. Fizika goreniya i vzryva, 3, 65–69.
- Vasil’ev, A. A. (2005). Modern state of initiation problem and ways of its optimization. Proceedings of the European Combustion Meeting, 1–6.
- Zhang, B., Ng, H. D., Lee, J. H. S. (2011). Measurement of effective blast energy for direct initiation of spherical gaseous detonations from high-voltage spark discharge. Shock Waves, 22 (1), 1–7. doi: https://doi.org/10.1007/s00193-011-0342-y
- Kalantarov, P. L., Tseytlin, L. A. (1986). Raschet induktivnostey. Leningrad: Atomehnergoizdat, 481.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Kostyantyn Korytchenko, Pavel Krivosheyev, Dmytro Dubinin, Andrii Lisniak, Kostiantyn Afanasenko, Serhii Harbuz, Olga Buskin, Andriy Nikorchuk, Ivan Tsebriuk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
