Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

08.08 Аэро-термо-акустика и акустика горения

 

Конопацкая И.И., Миронов М.А., Пятаков П.А., Фатеев В.О. «Эффект горения полимера "Юнисил" в поле интенсивного ультразвука» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 82-83 (2019). 106 с.

При исследовании воздействия фокусированного ультразвука высокой интенсивности на полимерные компаунды типа "Юнисил" визуально наблюдалось изменение внутренней структуры полимера, сопровождавшееся свечением, постепенно переходящим во внутреннее горение. При дальнейшем воздействии происходил механический пробой толщи образца. При определенных условиях внутреннее горение превращалось во внешнее и наблюдалось в виде факела.

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 82-83 (2019). 106 с. | Рубрики: 06.23 08.08

 

Козлов В.В., Грек Г.Р., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Тамбовцев А.С., Шмаков А.Г. «Взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей водорода при его горении на сверхзвуковой скорости их истечения» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 53-63 (2019)

ннотация Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей взаимодействия круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей водорода при его горении на сверхзвуковой скорости их истечения. Обнаружено, что горение коаксиальной (спутной) струи водорода с ростом скорости ее истечения сопровождается всеми сценариями, наблюдаемые при исследовании диффузионного горения круглой и плоской микроструй водорода. Однако область «перетяжки» пламени претерпевает значительные геометрические деформации из-за специфики пламени коаксиальной струи. Показано, что область перетяжки пламени трансформируется от Y-образной к сферической форме в процессе роста скорости истечения коаксиальной струи. Установлено, что взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной струей водорода при ее горении сопровождается целым рядом новых явлений: наличием конусообразной области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла; наличием мелкомасштабных сверхзвуковых ячеек на результирующем пламени; отсутствием горения водорода, истекающего из области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла; прорывом пламени из области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла, что приводит к поджиганию водорода вниз по потоку, его интенсивному горению и резкому акустическому шуму; наличием турбулентного пламени, его отрыва от среза сопла и выхода на сверхзвуковое горение результирующей струи.

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 53-63 (2019) | Рубрика: 08.08

 

Шмаков А.Г., Козлов В.В., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А. «Изучение пределов устойчивого горения диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из круглого микросопла, при введении в водород или воздух инертных и реагирующих газов» Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 64-75 (2019)

Экспериментально изучено влияние добавок инертных (He, N2, Ar, CO2) и реагирующих (СН4, O2, CF3Br, (CH3O)3PO) газов в поток водорода или в окружающий воздух на условия отрыва диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из круглого микросопла. С помощью теневого метода измерена критическая скорость потока водорода, при которой происходит отрыв пламени микроструи водорода от сопла при введении исследуемых газов как в воздух, так и в водород. Установлено, что добавка всех исследуемых газов в поток водорода приводит к уменьшению диапазона скорости микроструи, при которой возможна стабилизация пламени, вне зависимости от того, являются вводимые в водород газы инертными или реагирующими. Показано, что в случае добавки исследуемых газов в поток водорода основным фактором, определяющим критическую скорость отрыва пламени от микросопла, является средний молекулярный вес газовой смеси H2 с добавками. В случае введения исследуемых газов в окружающий диффузионное пламя воздух критическая скорость отрыва определяется их способностью воздействовать на химические реакции окисления водорода (ингибирующей способностью), а также снижением концентрации кислорода за счет разбавления воздуха вводимой добавкой. Полученные данные представляют интерес для водородной энергетики с точки зрения определения пределов устойчивого горения микроструи водорода, а также определения минимальных флегматизирующих концентраций добавок ингибиторов и пламегасителей в воздухе, предотвращающих воспламенение и горение водорода при его утечке в случае нештатной ситуации.

Сибирский физический журнал (до 2017 г. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика), 14, № 3, с. 64-75 (2019) | Рубрика: 08.08

 

Егорян А.Д., Крайко А.Н. «Сравнение воздушно-реактивных двигателей с медленным и детонационным горением» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 123-137 (2020)

Сравниваются прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД) разных схем с медленным и детонационным горением. Стационарные и нестационарные процессы в них описываются простыми моделями газо- и термодинамики, детонационной волны, торможения воздуха в воздухозаборнике и разгона продуктов сгорания в сверхзвуковых частях сопел. В рамках таких моделей при фиксированном показателе адиабаты характеристики каждого двигателя зависят от двух параметров – числа Маха полета и безразмерной удельной теплоты горения горючей смеси. Сравнение, проведенное для всех их реальных величин с анализом термодинамических циклов и одномерными нестационарными расчетами (для двигателей с горением в движущихся детонационных волнах), подтвердило важность учета нестационарных процессов в камерах сгорания. Выполненное сравнение актуально из-за частых утверждений о возможном значительном увеличении тяговых характеристик при замене прямоточных двигателей с медленным горением при постоянном давлении (ПВРД) на двигатели с горением в пульсирующих или вращающихся детонационных волнах (Pulse-Detonation Engine (PDE) или Rotating Detonation Engine (RDE)). Обычно эти утверждения делаются на основе сравнения термических коэффициентов полезного действия (кпд) и рассчитанных по ним удельных тяг и импульсов. При нестационарном течении в камере сгорания пересчет тяг и импульсов по термическому кпд завышает их значения. Справедливость этого для многокамерных PDE подтвердили нестационарные расчеты. При мгновенном открытии и закрытии входа в детонационные камеры и мгновенном без энергозатрат инициировании детонационной волны тяга PDE, начиная с небольших сверхзвуковых чисел Маха полета, получается меньше тяги ПВРД. Аналогичный пересчет для RDE незаконен из-за перехода во вращающуюся неинерциальную систему координат.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 23, с. 123-137 (2020) | Рубрика: 08.08

 

Пятницкий Л.Н. «Распространение пламени и акустика» Физика горения и взрыва, 55, № 6, с. 3-13 (2019)

Сильное воздействие акустических волн на структуру и форму пламени горелки было обнаружено Рэлеем. Данная работа посвящена роли акустических волн при распространении пламени в трубе. Пламя эмитирует акустические волны, создающие течение в трубе. Течение, ограниченное стенками, испытывает трение, а также дифракционную расходимость, будучи по сути дела волновым пучком. В результате возникают вторичные волны, волны возмущений течения. Они приводят к образованию ячеистой структуры пламени, а при большой скорости пламя становится турбулентным. Все эти процессы играют решающую роль при переходе дефлаграции в детонацию в трубах. Эмиссия пламенем акустических волн отвечает также за образование сферической детонации. Интерпретировать спиновую и пульсирующую детонацию можно на той же основе.

Физика горения и взрыва, 55, № 6, с. 3-13 (2019) | Рубрика: 08.08