Применение высоковольтного разряда для инициирования взрыва оправдано, когда требуется строгая синхронизация действий. Типично рабочим процессом, который возбуждается разрядом, является детонация. Чтобы снизить напряжение разряда и повысить стабильность инициирования, используются мощные бризантные взрывчатые вещества (ВВ) с добавкой нанодисперсных металлов, включая алюминий. Однако имеются технические направления (здесь можно назвать применение в элементах динамической защиты танков и в перспективных гиперзвуковых ускорителях типа “blast wave accelerator”), где нанодисперсные металлы не приемлемы из-за невысокой стабильности и дороговизны, а вместо нормальной детонации требуются более мягкие взрывные процессы с тем, чтобы исключить излишнее бризантное воздействие на элементы устройств. В данной работе исследовано инициирование взрыва высоковольтным разрядом в прессованных смесях перхлората и нитрата аммония с севиленом с добавками различных металлов. Севилен - термопластичный клей, сополимер этилена и винилацетата, обладает прекрасной адгезией ко всем компонентам исследуемых смесей и обеспечивает замечательные условия для прессования образцов. Наилучший результат: надежные взрывы в широком диапазоне пористостей образца вплоть до образца с пористостью на уровне 1% при пороговом напряжении от 5,5 до 1,5 кВ получены на смесях перхлората аммония с добавкой 20% порошка алюминия с частицами размером 10 мкм. Замена перхлората аммония на нитрат аммония также демонстрирует хорошие результаты, а при добавлении других металлов (исследовались медь, железо и цинк) взрывы практически отсутствовали вплоть до максимального напряжения 12 кВ, использованного в данной работе. Наиболее вероятная причина: энергичное экзотермическое взаимодействие расплава алюминия, образующегося при электрическом пробое, с перхлоратом аммония. Этот эффект можно попытаться использовать для замены нанодисперсного алюминия на порошок с частицами микронного размера при высоковольтном инициировании детонации мощных вторичных ВВ, если ввести в смесь определенное количество перхлората аммония.
{"title":"ИНИЦИИРОВАНИЕ ВЗРЫВА ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ РАЗРЯДОМ ПРЕССОВАННЫХ СМЕСЕЙ СЕВИЛЕНА С ПЕРХЛОРАТОМИ НИТРАТОМ АММОНИЯ С ДОБАВКОЙ ПОРОШКООБРАЗНОГО АЛЮМИНИЯ","authors":"Алексей Геннадьевич Ребеко, Б. С. Ермолаев","doi":"10.30826/ce21140311","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce21140311","url":null,"abstract":"Применение высоковольтного разряда для инициирования взрыва оправдано, когда требуется строгая синхронизация действий. Типично рабочим процессом, который возбуждается разрядом, является детонация. Чтобы снизить напряжение разряда и повысить стабильность инициирования, используются мощные бризантные взрывчатые вещества (ВВ) с добавкой нанодисперсных металлов, включая алюминий. Однако имеются технические направления (здесь можно назвать применение в элементах динамической защиты танков и в перспективных гиперзвуковых ускорителях типа “blast wave accelerator”), где нанодисперсные металлы не приемлемы из-за невысокой стабильности и дороговизны, а вместо нормальной детонации требуются более мягкие взрывные процессы с тем, чтобы исключить излишнее бризантное воздействие на элементы устройств. В данной работе исследовано инициирование взрыва высоковольтным разрядом в прессованных смесях перхлората и нитрата аммония с севиленом с добавками различных металлов. Севилен - термопластичный клей, сополимер этилена и винилацетата, обладает прекрасной адгезией ко всем компонентам исследуемых смесей и обеспечивает замечательные условия для прессования образцов. Наилучший результат: надежные взрывы в широком диапазоне пористостей образца вплоть до образца с пористостью на уровне 1% при пороговом напряжении от 5,5 до 1,5 кВ получены на смесях перхлората аммония с добавкой 20% порошка алюминия с частицами размером 10 мкм. Замена перхлората аммония на нитрат аммония также демонстрирует хорошие результаты, а при добавлении других металлов (исследовались медь, железо и цинк) взрывы практически отсутствовали вплоть до максимального напряжения 12 кВ, использованного в данной работе. Наиболее вероятная причина: энергичное экзотермическое взаимодействие расплава алюминия, образующегося при электрическом пробое, с перхлоратом аммония. Этот эффект можно попытаться использовать для замены нанодисперсного алюминия на порошок с частицами микронного размера при высоковольтном инициировании детонации мощных вторичных ВВ, если ввести в смесь определенное количество перхлората аммония.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"229 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-05-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"81585051","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Сергей Михайлович Фролов, Сергей Николаевич Медведев, Ф. С. Фролов
Совместный космический эксперимент (КЭ) NASA и Роскосмоса Flame Design (Адамант) - один из шести экспериментов, проводимых в настоящее время астронавтами NASA и космонавтами Роскосмоса на американском сегменте Международной космической станции (МКС) в рамках проекта ACME (русский перевод: «Продвинуться в понимании горения с помощью экспериментов в условиях микрогравитации»). Цель КЭ - экспериментальное и теоретическое изучение фундаментальных механизмов управления сажеобразованием в сферическом диффузионном пламени (СДП), формируемом вокруг пористой сферы (ПС), и радиационного погасания СДП в условиях микрогравитации. Объекты исследования - «прямые» и «обратные» СДП газообразного этилена в атмосфере кислорода с добавками инертных газов, азота и диоксида углерода при комнатной температуре и давлениях от 0,02 до 0,1 МПа. «Прямое» пламя - это пламя, образованное в атмосфере окислителя при подаче горючего через ПС. «Обратное» пламя - это пламя, образованное в атмосфере горючего при подаче окислителя через ПС. Данные КЭ используются для проверки одномерных, двумерных и трехмерных физико-математических моделей явления, включающих сокращенные и детальные кинетические механизмы окисления и горения этилена, сажеобразования, свойства переноса в многокомпонентной газовой смеси, а также конвективный и кондуктивный теплообмен и теплообмен излучением. Ожидается, что в результате выполнения проекта будут получены новые знания о физике и химии диффузионных пламен, которые помогут в решении задач управления горением и снижения вредных выбросов при горении. В статье представлены текущие экспериментальные и теоретические результаты проекта.
{"title":"СФЕРИЧЕСКОЕ ДИФФУЗИОННОЕ ПЛАМЯ ЭТИЛЕНА В КОСМИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ \"АДАМАНТ\"","authors":"Сергей Михайлович Фролов, Сергей Николаевич Медведев, Ф. С. Фролов","doi":"10.30826/ce21140102","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce21140102","url":null,"abstract":"Совместный космический эксперимент (КЭ) NASA и Роскосмоса Flame Design (Адамант) - один из шести экспериментов, проводимых в настоящее время астронавтами NASA и космонавтами Роскосмоса на американском сегменте Международной космической станции (МКС) в рамках проекта ACME (русский перевод: «Продвинуться в понимании горения с помощью экспериментов в условиях микрогравитации»). Цель КЭ - экспериментальное и теоретическое изучение фундаментальных механизмов управления сажеобразованием в сферическом диффузионном пламени (СДП), формируемом вокруг пористой сферы (ПС), и радиационного погасания СДП в условиях микрогравитации. Объекты исследования - «прямые» и «обратные» СДП газообразного этилена в атмосфере кислорода с добавками инертных газов, азота и диоксида углерода при комнатной температуре и давлениях от 0,02 до 0,1 МПа. «Прямое» пламя - это пламя, образованное в атмосфере окислителя при подаче горючего через ПС. «Обратное» пламя - это пламя, образованное в атмосфере горючего при подаче окислителя через ПС. Данные КЭ используются для проверки одномерных, двумерных и трехмерных физико-математических моделей явления, включающих сокращенные и детальные кинетические механизмы окисления и горения этилена, сажеобразования, свойства переноса в многокомпонентной газовой смеси, а также конвективный и кондуктивный теплообмен и теплообмен излучением. Ожидается, что в результате выполнения проекта будут получены новые знания о физике и химии диффузионных пламен, которые помогут в решении задач управления горением и снижения вредных выбросов при горении. В статье представлены текущие экспериментальные и теоретические результаты проекта.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-05-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"86507366","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Представлены результаты расчетно-теоретического анализа механизмов генерации и усиления ударных волн в процессе свободного распространения пламени. Выявлены два базовых механизма генерации ударных волн, соответствующие линейной и нелинейной стадиям развития гидродинамической неустойчивости фронта пламени. На примере высокоактивной горючей смеси продемонстрирована роль термоакустической неустойчивости в усилении ударных волн и создании условий для перехода к детонации.
{"title":"МЕХАНИЗМЫ ГЕНЕРАЦИИ И УСИЛЕНИЯ ВОЛН СЖАТИЯ ПРИ СВОБОДНОМ РАСПРОСТРАНЕНИИ ПЛАМЕНИ","authors":"А. Д. Киверин, И. С. Яковенко","doi":"10.30826/ce21140103","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce21140103","url":null,"abstract":"Представлены результаты расчетно-теоретического анализа механизмов генерации и усиления ударных волн в процессе свободного распространения пламени. Выявлены два базовых механизма генерации ударных волн, соответствующие линейной и нелинейной стадиям развития гидродинамической неустойчивости фронта пламени. На примере высокоактивной горючей смеси продемонстрирована роль термоакустической неустойчивости в усилении ударных волн и создании условий для перехода к детонации.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"103 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-05-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"80325937","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
V. Mironov, A. Heat, O. Penyazkov, E. S. Golomako, S. O. Shumlyaev
One of the criteria for the development of high-energy processes is the large specific surface area of the solid component of composites. Therefore, the maximum preservation of its nanostructured skeleton when separating the porous layer from the monocrystal substrate is relevant. Based on the analysis of the quality of the porous layer under various methods and modes of its formation, two methods were selected that provide simple and effective separation of the porous structure from the monocrystal. For composites based on mounds of porous silicon (pSi) fragments (MPSF), three series of experiments were carried out with fragments of porous layers of different age (formed within the previously established time limits before composites creation) with registration of combustion dynamics, temperatures and combustion spectra, as well as intensity of disturbances in the atmosphere forming during combustion of MPSF-composites. Four combustion modes of MPSF-composites were established: smoldering, frontal, aerosol, and frontal-aerosol. The ignition induction times were determined: from 1 to 50 ^s, pressure pulses in the atmosphere at a distance of 260 mm from the ignition site - up to 1.6 bar (with a mass of composites up to 0.4 g). Combustion velocities ofMPSF-composites and their dependences onthe coefficient of stoichiometry and humidity of sodium perchlorate monohydrate are established.
{"title":"FAST COMBUSTION MODES OF COMPOSITES “MOUND OF POROUS SILICON FRAGMENTS - SODIUM PERCHLORATE MONOHYDRATE” IN THE ATMOSPHERE","authors":"V. Mironov, A. Heat, O. Penyazkov, E. S. Golomako, S. O. Shumlyaev","doi":"10.30826/ce21140209","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce21140209","url":null,"abstract":"One of the criteria for the development of high-energy processes is the large specific surface area of the solid component of composites. Therefore, the maximum preservation of its nanostructured skeleton when separating the porous layer from the monocrystal substrate is relevant. Based on the analysis of the quality of the porous layer under various methods and modes of its formation, two methods were selected that provide simple and effective separation of the porous structure from the monocrystal. For composites based on mounds of porous silicon (pSi) fragments (MPSF), three series of experiments were carried out with fragments of porous layers of different age (formed within the previously established time limits before composites creation) with registration of combustion dynamics, temperatures and combustion spectra, as well as intensity of disturbances in the atmosphere forming during combustion of MPSF-composites. Four combustion modes of MPSF-composites were established: smoldering, frontal, aerosol, and frontal-aerosol. The ignition induction times were determined: from 1 to 50 ^s, pressure pulses in the atmosphere at a distance of 260 mm from the ignition site - up to 1.6 bar (with a mass of composites up to 0.4 g). Combustion velocities ofMPSF-composites and their dependences onthe coefficient of stoichiometry and humidity of sodium perchlorate monohydrate are established.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"106 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-05-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"76091899","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Константин Алексеевич Авдеев, В. С. Аксёнов, Ильяс Александрович Садыков, Сергей Михайлович Фролов, Ф. С. Фролов, И. О. Шамшин
Исследование посвящено выяснению и устранению причин цикловой неидентичности при работе инновационного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя (ИД ГРД), которая снижает его тяговые характеристики. Спроектирован и изготовлен экспериментальный образец ИД ГРД в виде импульсно-детонационной трубки (ДТ), соединенной с оптически прозрачным водоводом. Проведены экспериментальные исследования с вертикальным погружением образца в воду. Обнаружено, что межцикловая неидентичность связана с перерасширением газообразных продуктов детонации в детонационной трубке вследствие инерции водяного столба в водоводе. Перерасширение газа вызывает обратное течение механической газоводяной смеси, которая не только заполняет водовод, но и проникает в ДТ, оказывая сильное влияние на циклический рабочий процесс. Для устранения межцикловой неидентичности разработан, изготовлен и испытан новый лабораторный образец ИД ГРД, оснащенный вращающимся механическим клапаном и работающий на пропанокислородной смеси. Его огневые испытания показали, что при прочих равных условиях применение клапана позволяет в значительной мере устранить межцикловую нестабильность и увеличить средний удельный импульс более чем вдвое: до 550 с вместо 250 с при рабочей частоте 14 Гц.
{"title":"ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИКЛОВОЙ НЕИДЕНТИЧНОСТИ ПРИ РАБОТЕ ИМПУЛЬСНО-ДЕТОНАЦИОННОГО ГИДРОРЕАКТИВНОГО ДВИЖИТЕЛЯ","authors":"Константин Алексеевич Авдеев, В. С. Аксёнов, Ильяс Александрович Садыков, Сергей Михайлович Фролов, Ф. С. Фролов, И. О. Шамшин","doi":"10.30826/ce21140105","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce21140105","url":null,"abstract":"Исследование посвящено выяснению и устранению причин цикловой неидентичности при работе инновационного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя (ИД ГРД), которая снижает его тяговые характеристики. Спроектирован и изготовлен экспериментальный образец ИД ГРД в виде импульсно-детонационной трубки (ДТ), соединенной с оптически прозрачным водоводом. Проведены экспериментальные исследования с вертикальным погружением образца в воду. Обнаружено, что межцикловая неидентичность связана с перерасширением газообразных продуктов детонации в детонационной трубке вследствие инерции водяного столба в водоводе. Перерасширение газа вызывает обратное течение механической газоводяной смеси, которая не только заполняет водовод, но и проникает в ДТ, оказывая сильное влияние на циклический рабочий процесс. Для устранения межцикловой неидентичности разработан, изготовлен и испытан новый лабораторный образец ИД ГРД, оснащенный вращающимся механическим клапаном и работающий на пропанокислородной смеси. Его огневые испытания показали, что при прочих равных условиях применение клапана позволяет в значительной мере устранить межцикловую нестабильность и увеличить средний удельный импульс более чем вдвое: до 550 с вместо 250 с при рабочей частоте 14 Гц.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"58 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-05-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"74364716","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
А. М. Савельев, В. А. Савельева, Н. С. Титова, С. А. Торохов, В. Е. Козлов
Разработан компактный кинетический механизм воспламенения и горения четырехкомпонентного суррогата керосина Jet A, состоящего из н-декана, изооктана, изоцетана и толуола в соотношении 60/10/10/20 в смесях с воздухом. Кинетический механизм включает в себя 248 реакций для 68 компонентов и состоит из субмеханизмов окисления н-декана (42 компонента), изооктана (8 компонентов), изоцетана (7 компонентов) и толуола (11 компонентов). Верификация разработанного кинетического механизма выполнена на экспериментальных данных для керосина Jet A по времени воспламенения, скорости ламинарного пламени и изменению концентраций основных компонентов в диапазоне изменения температуры То = 450-1400 K, давления Ро = 1-50 атм и коэффициента избытка воздуха а = 0,6-4 (ф = 0,25-1,7). Продемонстрировано хорошее соответствие разработанного кинетического механизма экспериментальным данным.
{"title":"ПРИМЕНЕНИЕ ЧЕТЫРЕХКОМПОНЕНТНОГО СУРРОГАТА КЕРОСИНА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ГОРЕНИЯ ПАРОВ АВИАЦИОННОГО ТОПЛИВА В СМЕСЯХ С ВОЗДУХОМ","authors":"А. М. Савельев, В. А. Савельева, Н. С. Титова, С. А. Торохов, В. Е. Козлов","doi":"10.30826/ce21140408","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce21140408","url":null,"abstract":"Разработан компактный кинетический механизм воспламенения и горения четырехкомпонентного суррогата керосина Jet A, состоящего из н-декана, изооктана, изоцетана и толуола в соотношении 60/10/10/20 в смесях с воздухом. Кинетический механизм включает в себя 248 реакций для 68 компонентов и состоит из субмеханизмов окисления н-декана (42 компонента), изооктана (8 компонентов), изоцетана (7 компонентов) и толуола (11 компонентов). Верификация разработанного кинетического механизма выполнена на экспериментальных данных для керосина Jet A по времени воспламенения, скорости ламинарного пламени и изменению концентраций основных компонентов в диапазоне изменения температуры То = 450-1400 K, давления Ро = 1-50 атм и коэффициента избытка воздуха а = 0,6-4 (ф = 0,25-1,7). Продемонстрировано хорошее соответствие разработанного кинетического механизма экспериментальным данным.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"32 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-05-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87820585","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
М. В. Дробыш, А. Н. Дубовицкий, А. Б. Лебедев, Е. Д. Свердлов, К. Я. Якубовский
Проведено расчетное исследование гидродинамики течения без горения в отсеке полноразмерной малоэмиссионной камеры сгорания (МЭКС) разработанной в ЦИАМ оригинальной схемы с одной большой зоной рециркуляции с целью выбора наименее затратного метода расчета турбулентного потока, выяснения характерных для МЭКС особенностей течения (положение мест максимальных пульсаций давления и скорости относительно зон, где при горении происходит основное тепловыделение, влияние смежных с основной расчетной зоной областей и граничных условий (ГУ), структура течения в конце зоны обратных токов (ЗОТ)). Расчеты турбулентного течения проведены методами адаптивных масштабов (SAS, scale adaptive simulation) и моделирования крупных вихрей (LES, large-eddy simulation) в двух конфигурациях - с входным ресивером и без него, для двух расчетных сеток разной степени детализации. Результаты расчетов по длине зоны рециркуляции, уровню и спектральному составу пульсаций давления сравниваются для различных расчетных областей и сеток между собой и с данными ранее проведенных экспериментов. Проведен анализ возможных причин отличия от экспериментальных результатов, а также даны рекомендации по ограничению степени детализации расчетной области и сетки для рассмотренного типа камеры сгорания (КС). Применение метода SAS целесообразно для реальных КС при их проектировочных и доводочных расчетах.
{"title":"РАСЧЕТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ В МАЛОЭМИССИОННОЙ КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ЦИАМ С БОЛЬШОЙ ЗОНОЙ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ЗА КОНИЧЕСКИМ СТАБИЛИЗАТОРОМ ПЛАМЕНИ","authors":"М. В. Дробыш, А. Н. Дубовицкий, А. Б. Лебедев, Е. Д. Свердлов, К. Я. Якубовский","doi":"10.30826/ce21140407","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce21140407","url":null,"abstract":"Проведено расчетное исследование гидродинамики течения без горения в отсеке полноразмерной малоэмиссионной камеры сгорания (МЭКС) разработанной в ЦИАМ оригинальной схемы с одной большой зоной рециркуляции с целью выбора наименее затратного метода расчета турбулентного потока, выяснения характерных для МЭКС особенностей течения (положение мест максимальных пульсаций давления и скорости относительно зон, где при горении происходит основное тепловыделение, влияние смежных с основной расчетной зоной областей и граничных условий (ГУ), структура течения в конце зоны обратных токов (ЗОТ)). Расчеты турбулентного течения проведены методами адаптивных масштабов (SAS, scale adaptive simulation) и моделирования крупных вихрей (LES, large-eddy simulation) в двух конфигурациях - с входным ресивером и без него, для двух расчетных сеток разной степени детализации. Результаты расчетов по длине зоны рециркуляции, уровню и спектральному составу пульсаций давления сравниваются для различных расчетных областей и сеток между собой и с данными ранее проведенных экспериментов. Проведен анализ возможных причин отличия от экспериментальных результатов, а также даны рекомендации по ограничению степени детализации расчетной области и сетки для рассмотренного типа камеры сгорания (КС). Применение метода SAS целесообразно для реальных КС при их проектировочных и доводочных расчетах.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"84 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-05-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75811509","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Предложены модель и численный метод для расчета распространения ударных волн/волн сжатия в пузырьковой среде в протяженных трубопроводных системах. Модель рассматривает процесс в одномерном приближении, исходя из механического, теплового, скоростного и фазового равновесия системы «паровые пузырьки -жидкость». Численная реализация предложенной модели осуществлялась с использованием подхода С. К. Годунова. Модель с хорошей точностью воспроизводит имеющиеся экспериментальные данные по структуре и параметрам циркулирующих волн в сплошной/пузырьковой среде. Показана возможность генерации ударных волн в потоках с переменными высотными отметками при распространении в них ударных волн/волн сжатия в случае появления кавитации и последующего схлопывания кавитационных зон. Данный эффект можно рассматривать как локальный гидроудар, при «классическом» гидроударе поток тормозится на закрытых задвижках. Расчетным путем показано, что схлопывание кавитационных зон с генерацией волн давления приводят к усилению нагрузок на трубопровод: возникающие давления в 1,5 раза больше по сравнению с «классическим» гидроударом.
提供了一种模型和数值方法来计算在较长的管道系统中气泡环境中冲击波/压缩波的传播。模型以机械、热、速度和相平衡为基础，以一维近似法看待过程。拟议模型的数值实现是使用s . k . godunov方法实现的。模型精确地复制了在连续/气泡环境中循环波的结构和参数的实验数据。在空泡和空泡区发生空泡时，有可能产生高波动的冲击波/压缩波。这种效应可以看作是局部的水力压裂，在“经典”水力压裂的情况下，气流会在封闭的螺栓上减速。据估计，随着压力波的产生，空泡区的收缩会增加管道压力:产生的压力是典型水力冲击的1.5倍。
{"title":"МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕНЕРАЦИИ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ УДАРНЫХ ВОЛН И ВОЛН СЖАТИЯ В ПУЗЫРЬКОВЫХ СРЕДАХ","authors":"С. А. Губин, А. М. Сверчков, С. И. Сумской","doi":"10.30826/ce21140106","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce21140106","url":null,"abstract":"Предложены модель и численный метод для расчета распространения ударных волн/волн сжатия в пузырьковой среде в протяженных трубопроводных системах. Модель рассматривает процесс в одномерном приближении, исходя из механического, теплового, скоростного и фазового равновесия системы «паровые пузырьки -жидкость». Численная реализация предложенной модели осуществлялась с использованием подхода С. К. Годунова. Модель с хорошей точностью воспроизводит имеющиеся экспериментальные данные по структуре и параметрам циркулирующих волн в сплошной/пузырьковой среде. Показана возможность генерации ударных волн в потоках с переменными высотными отметками при распространении в них ударных волн/волн сжатия в случае появления кавитации и последующего схлопывания кавитационных зон. Данный эффект можно рассматривать как локальный гидроудар, при «классическом» гидроударе поток тормозится на закрытых задвижках. Расчетным путем показано, что схлопывание кавитационных зон с генерацией волн давления приводят к усилению нагрузок на трубопровод: возникающие давления в 1,5 раза больше по сравнению с «классическим» гидроударом.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"98 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-05-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79983638","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
А. Н. Гоц, Владимирский государственный университет имени Александра Григо Столетовых, В.Ф. Гуськов
Проведен анализ показателей цикла рабочего процесса при отключении части цилиндров на частичных режимах работы поршневого двигателя. При этом возможны различные варианты, когда подача топлива в эти цилиндры прекращается и одновременно отключаются органы механизма газораспределения и подача искры в двигателях с принудительным воспламенением, а также возможен вариант, когда осуществляется только отключение цилиндров. При отключении части цилиндров происходит уменьшениенасосныхпотерь, а также улучшаются условия воспламенения и сгорания топливовоздушной смеси. Кроме того, происходит увеличение индикаторного коэффициента полезного действия (КПД) из-за уменьшения тепловых потерь от рабочего тела в стенку цилиндра по отношению к полноразмерному двигателю. Проведенный анализ работы двигателей с принудительным воспламенением показал, что улучшение топливной экономичности двигателей на частичных режимах достигается отключением части цилиндров путем прекращения в них топливоподачи только с одновременным воздействием на органы газораспределения. Для двигателей с воспламенением от сжатия отключение одного и двух цилиндров путем прекращения в них топливоподачи сопровождается ухудшением топливной экономичности, особенно в диапазоне частот вращения коленчатого вала, близкому к максимальному крутящему моменту, вследствие уменьшения индикаторного КПД, обусловленного снижением коэффициента избытка воздуха.
{"title":"ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ЧАСТИ ЦИЛИНДРОВ","authors":"А. Н. Гоц, Владимирский государственный университет имени Александра Григо Столетовых, В.Ф. Гуськов","doi":"10.30826/ce21140206","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce21140206","url":null,"abstract":"Проведен анализ показателей цикла рабочего процесса при отключении части цилиндров на частичных режимах работы поршневого двигателя. При этом возможны различные варианты, когда подача топлива в эти цилиндры прекращается и одновременно отключаются органы механизма газораспределения и подача искры в двигателях с принудительным воспламенением, а также возможен вариант, когда осуществляется только отключение цилиндров. При отключении части цилиндров происходит уменьшениенасосныхпотерь, а также улучшаются условия воспламенения и сгорания топливовоздушной смеси. Кроме того, происходит увеличение индикаторного коэффициента полезного действия (КПД) из-за уменьшения тепловых потерь от рабочего тела в стенку цилиндра по отношению к полноразмерному двигателю. Проведенный анализ работы двигателей с принудительным воспламенением показал, что улучшение топливной экономичности двигателей на частичных режимах достигается отключением части цилиндров путем прекращения в них топливоподачи только с одновременным воздействием на органы газораспределения. Для двигателей с воспламенением от сжатия отключение одного и двух цилиндров путем прекращения в них топливоподачи сопровождается ухудшением топливной экономичности, особенно в диапазоне частот вращения коленчатого вала, близкому к максимальному крутящему моменту, вследствие уменьшения индикаторного КПД, обусловленного снижением коэффициента избытка воздуха.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"22 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-05-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87140942","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Исследовано сгорание порошка магния с жидкой и гелеобразной водой. Найдены пределы и скорость распространения волны горения, а также степень превращения магния в зарядах цилиндрической формы. Предложен новый метод интенсификации сгорания - двухстадийный режим горения и разработан соответствующий ему разделенный заряд, позволяющий увеличить количество воды на 10%-18% в таком заряде по сравнению со сгоранием однородной смеси с высокой степенью превращения магния и без промотора горения. Эффект достигнут за счет специально организованного режима горения разделенного заряда. Данные исследования могут быть полезны при создании перспективных гидрореагирущих и водородогенерирующихсоставов.
{"title":"О ГОРЕНИИ ПОРОШКА МАГНИЯ С ВОДОЙ","authors":"Валериан Николаев","doi":"10.30826/ce21140207","DOIUrl":"https://doi.org/10.30826/ce21140207","url":null,"abstract":"Исследовано сгорание порошка магния с жидкой и гелеобразной водой. Найдены пределы и скорость распространения волны горения, а также степень превращения магния в зарядах цилиндрической формы. Предложен новый метод интенсификации сгорания - двухстадийный режим горения и разработан соответствующий ему разделенный заряд, позволяющий увеличить количество воды на 10%-18% в таком заряде по сравнению со сгоранием однородной смеси с высокой степенью превращения магния и без промотора горения. Эффект достигнут за счет специально организованного режима горения разделенного заряда. Данные исследования могут быть полезны при создании перспективных гидрореагирущих и водородогенерирующихсоставов.","PeriodicalId":12740,"journal":{"name":"Gorenie i vzryv (Moskva) - Combustion and Explosion","volume":"4 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-05-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78860991","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：