Аннотация:
Впервые в управляемом режиме раздельной подачи топлива водород – воздух в плоскорадиальную вихревую камеру осуществлены режимы самовоспламенения образующейся топливной смеси с быстрым (0.2 мс) переходом в детонацию. Самовоспламенение возникает в области стехиометрии с небольшим (до 6 ÷ 30%) обогащением смеси водородом и, как правило, в дозвуковом потоке. Определены энергии гарантированного инициирования детонации для камер различной геометрии с различным соотношением топливных компонентов путем использования теплового импульса при пережигании проволочки электрическим током. Гарантированное возбуждение детонации реализуется энергией 0.1 Дж. Выяснено, что основной вклад энергии в поток смеси происходит на стадии испарения (ионизации) меди пережигаемой проволочки. Обнаружено затухание непрерывного спинового детонационного режима при уменьшении выходного сечения камеры. В режиме горения, как детонационного, так и обычного турбулентного, давление на периферии вихревой плоскорадиальной камеры уменьшается, а у выхода из отверстия увеличивается по сравнению с режимом истечения холодных топливных компонентов.
Образец цитирования:
Ф. А. Быковский, Е. Ф. Ведерников, С. В. Полозов, Ю. В. Голубев, “Инициирование детонации в потоках топливно-воздушных смесей”, Физика горения и взрыва, 43:3 (2007), 110–120; Combustion, Explosion and Shock Waves, 43:3 (2007), 345–354
Qiaodong Bai, Jiaxiang Han, Han Qiu, Shijian Zhang, Chunsheng Weng, “Study on initiation characteristics of rotating detonation by auto-initiation and pre-detonation method with high-temperature hydrogen gas”, International Journal of Hydrogen Energy, 49 (2024), 450
Weijie Fan, Haoyang Peng, Shijie Liu, Mingbo Sun, Xueqiang Yuan, Hailong Zhang, Weidong Liu, “Initiation process of non-premixed continuous rotating detonation wave through Schlieren visualization”, Combustion and Flame, 265 (2024), 113437
Qiaodong Bai, Jiaxiang Han, Jianlu Yang, Fang Wang, Quan Zheng, Yuwen Wu, Chunsheng Weng, “Study on the Effects of Inflow Parameters on the Auto-Initiation of Hydrogen-Rich Gas Rotating Detonation”, Combustion Science and Technology, 2024, 1
“Characteristics of ethylene–air continuous rotating detonation in the cavity-based annular combustor”, Physics of Fluids, 35:4 (2023)
Wei-jie Fan, Wei-dong Liu, Hao-yang Peng, Shi-jie Liu, Jian Sun, “Numerical study on ethylene-air continuous rotating detonation in annular combustors with different widths”, J. Zhejiang Univ. Sci. A, 23:5 (2022), 388
F. A. Bykovskii, S. A. Zhdan, E. F. Vedernikov, A. E. Tarnaikin, A. N. Samsonov, “Continuous detonation of a hydrogen–oxygen gas mixture in a 100-mm plane-radial combustor with exhaustion toward the periphery”, Shock Waves, 30:3 (2020), 235
Zhenjuan Xia, Hu Ma, Gaoyang Ge, Changsheng Zhou, “Visual experimental investigation on initiation process of H2/air rotating detonation wave in plane-radial structure”, International Journal of Hydrogen Energy, 45:53 (2020), 29579
Vijay Anand, Ephraim Gutmark, “Rotating Detonation Combustor Research at the University of Cincinnati”, Flow Turbulence Combust, 101:3 (2018), 869
Jing Zhou, Li Ding, Jing An, Yanlong Zhu, Yi Liang, “Study on the thermal behaviors of nano-Al based fuel air explosive”, J Therm Anal Calorim, 130:2 (2017), 1111
A. St. George, S. Randall, V. Anand, R. Driscoll, E. Gutmark, “Characterization of initiator dynamics in a rotating detonation combustor”, Experimental Thermal and Fluid Science, 72 (2016), 171
Lei Peng, Dong Wang, Xiaosong Wu, Hu Ma, Chenglong Yang, “Ignition experiment with automotive spark on rotating detonation engine”, International Journal of Hydrogen Energy, 40:26 (2015), 8465
Frank K. Lu, Eric M. Braun, “Rotating Detonation Wave Propulsion: Experimental Challenges, Modeling, and Engine Concepts”, Journal of Propulsion and Power, 30:5 (2014), 1125
Stephen D. Heister, David P. Stechmann, 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, 2014
Ф. А. Быковский, С. А. Ждан, Е. Ф. Ведерников, Ю. А. Жолобов, “Детонация угольно-воздушной смеси с добавкой водорода в вихревых плоскорадиальных камерах”, Физика горения и взрыва, 47:4 (2011), 109–118; F. A. Bykovskii, S. A. Zhdan, E. F. Vedernikov, Yu. A. Zholobov, “Detonation of a coal-air mixture with addition of hydrogen in plane-radial vortex chambers”, Combustion, Explosion and Shock Waves, 47:4 (2011), 473–482
Frank Lu, Eric Braun, Luca Massa, Donald Wilson, 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2011
Takayuki Yamada, A. Koichi Hayashi, Eisuke Yamada, Nobuyuki Tsuboi, Venkat E. Tangirala, Toshi Fujiwara, “Detonation Limit Thresholds in H2/O2Rotating Detonation Engine”, Combustion Science and Technology, 182:11-12 (2010), 1901