Preview

Машиностроение и компьютерные технологии

Расширенный поиск

Дефицит скорости стационарной детонационной волны в водородно-кислородных смесях в детонационной трубке субкритического диаметра

https://doi.org/10.24108/1217.0001349

Полный текст:

Аннотация

Экспериментальным путем производилось определение дефицита скорости волны детонации в водородно-кислородной смеси при различных мольных соотношениях между водородом и кислородом. Коэффициент избытка водорода менялся от 0.4 до 2.5.

Целью данной работы было определение стационарной скорости детонационной волны в узкой детонационной трубке и сравнение полученных значений со скоростью детонации Чепмена-Жуге в широкой детонационной трубке. Также определялось мгновенное распределение параметров продуктов горения за фронтом детонационной волны вдоль оси трубки.

Описана экспериментальная установка, основная часть которой представляет собой прозрачную трубку, изготовленную из оргстекла, с внутренним диаметром 3.5 мм. Трубка предназначена для оптической регистрации процессов горения, в том числе детонации.

Приведены характеристики регистрирующей оптической аппаратуры. Приведена характерная пространственно-временная развертка движения фронта детонационной волны и продуктов сгорания вдоль оси детонационной трубки, полученная с помощью скоростной цифровой камеры «Видеоспринт». Приведена методика определения скорости продуктов сгорания на основе пространственно-временных разверток.

На основе литературных данных приведена оценка ширины детонационной ячейки, проведен анализ изменения скорости волны детонации. Приведены количественные значения дефицита скорости детонации в зависимости от мольного избытка водорода. Показано, что максимальный дефицит скорости детонации наблюдался при ширине ячейки, равной диаметру детонационной трубы.

На основе полученных данных сделано предположение о возможности использования детонации в каналах субкритического диаметра с целью создания метательных устройств, в частности в области безыгольной инъекции.

Об авторах

С. В. Головастов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва; Объединенный институт высоких температур РАН, Москва
Россия

Головастов Сергей Викторович

ФН-4



Г. Ю. Бивол
Объединенный институт высоких температур РАН, Москва
Россия


Список литературы

1. Lee J.H.S. Dynamic parameters of gaseous detonations // Annual Review of Fluid Mechanics. 1984. Vol. 16. Pp. 311-336. DOI: 10.1146/annurev.fl.010184.001523

2. Clavin P. Theory of gaseous detonations // Chaos: An Interdisciplinary J. of Nonlinear Science. 2004. Vol. 14. No. 3. Pp. 825-838. DOI: 10.1063/1.1784951

3. Bull D.C., Elsworth J.E., Hooper G. Initiation of spherical detonation in hydrocarbon/air mixtures // Acta Astronautica. 1978. Vol. 5. No. 11-12. Pp. 997-1008. DOI: 10.1016/0094-5765(78)90005-X

4. Abouseif G.E., Toong T.Y. On direct initiation of gaseous detonations // Combustion and Flame. 1982. Vol. 45. Pp. 39-46. DOI: 10.1016/0010-2180(82)90031-1

5. Голуб В.В., Баженова Т.В., Бакланов Д.И., Иванов К.В., Кривокорытов М.С. Применение детонации водородовоздушной смеси в устройствах для безыгольной инъекции // Теплофизика высоких температур. 2013. Т. 51. № 1. С. 147.

6. Микушкин А.Ю., Самойлова А.А., Бивол Г. Ю., Коробов А.Е., Головастов С.В. Метод расчета нестационарного тягового усилия эжекторного насадка пульсирующего реактивного двигателя // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана: электрон. журн. 2016. № 6. С. 130-144. DOI: 10.7463/0616.0842134

7. Schultz E., Shepherd J. Validation of detailed reaction mechanisms for detonation simulation. Pasadena, CA: California Inst. of Technology, 2000.

8. Lee J.H.S. The detonation phenomenon. Camb.; N.Y.: Camb. Univ. Press, 2008. 388 p.

9. Щелкин К.И., Трошин Я.К. Газодинамика горения. М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1963. 255 с.

10. Бивол Г.Ю., Головастов С.В., Голуб В.В. Формирование пересжатой волны детонации в потоке метано-кислородных смесей в канале переменного сечения // Теплофизика высоких температур. 2017. Т. 55. № 4. С. 576-581. DOI: 10.7868/S0040364417030036


Для цитирования:


Головастов С.В., Бивол Г.Ю. Дефицит скорости стационарной детонационной волны в водородно-кислородных смесях в детонационной трубке субкритического диаметра. Машиностроение и компьютерные технологии. 2017;(12):22-31. https://doi.org/10.24108/1217.0001349

For citation:


Golovastov S.V., Bivol G.Y. Deficit of Stationary Detonation Velocity in Hydrogen-oxygen Mixtures Propagated in a Detonation Pipe of a Subcritical Diameter. Mechanical Engineering and Computer Science. 2017;(12):22-31. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/1217.0001349

Просмотров: 183


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-9278 (Online)