|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
ИВТАН 6-20-17: Комплексное исследование быстропротекающих процессов, связанных с горением и детонацией в ограниченных объемахНИР
Complex investigation of fast processes assosiated with combustion and detonation in restricted volumes
- Руководитель НИР: Левин В.А.
- Ответственный исполнитель: Журавская Т.А.
- Участники НИР: Афонина Н.Е., Громов В.Г., Коршунова Е.В., Мануйлович И.С., Марков В.В., Хмелевский А.Н.
- Подразделение: 112 Лаборатория газодинамики взрыва и реагирующих систем
- Срок исполнения: 27 июня 2017 г. - 15 октября 2017 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 6-20-17
- Номер ЦИТИС: АААА-А17-117071910012-0
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Движение сплошных сред с физико-химическими превращениями
- ПН России: Транспортные и космические системы
-
Рубрики ГРНТИ:
- 30.17.33 Газовая динамика
- 30.51.23 Горение и детонация
- 30.51.25 Физико-химическая гидродинамика
-
Ключевые слова:
метан, тяговые устройства с кольцевыми и щелевыми соплами, сила тяги, плоский канал, правило а. ле-шателье, сверхзвуковой поток, стабилизация детонации, экспериментальное исследование, концентрационные пределы распространения пламени, численное моделирование, горючая газовая смесь
thrust, le chatelier rule, plane channel, methane, propulsive device with ring and slot nozzles, stabilization of detonation, experimental investigation, supersonic flow, concentration limits of flame propagation, numerical modelling, combustible gas mixture -
Описание:
Проведено комплексное теоретико-экспериментальное исследование для решения ряда фундаментальных проблем, связанных с разработкой силовых установок, предназначенных для функционирования в высокоскоростных условиях полета, направленное: на численное исследование возможности формирования без затрат энергии в плоском канале с сужением создающего тягу течения со стабилизированной детонационной волной; на численное моделирование сверхзвуковых реагирующих течений в плоском канале постоянной ширины с изгибом; на экспериментальное исследование концентрационных пределов распространения пламени в сферической камере сгорания; а также на проведение численного моделирования с целью выявления механизма генерации автоколебательного режима течения в тяговых устройствах с кольцевыми и щелевыми соплами.
-
Планируемые результаты:
1. Используя детальный кинетический механизм химического взаимодействия, будет проведено численное исследование инициирования и распространения детонационной волны в стехиометрической водородно-воздушной смеси, поступающей со сверхзвуковой скоростью в плоский канал переменного сечения (с сужением), с целью определения условий, обеспечивающих формирование в канале создающего тягу течения со стабилизированной детонационной волной без затрат энергии. 2. Будет выполнено численное моделирование сверхзвуковых течений воздуха и пропано-воздушной смеси в плоском канале постоянной ширины с изгибом. Будет рассмотрен случай частичной подачи горючего в виде струи, примыкающей к одной из стенок канала ширины 2 см, в случае давления и температуры в набегающем потоке 1атм и 300K соответственно. Будет проведен анализ возникающих картин течения в зависимости от угла поворота канала из диапазона 0-90 град, радиуса поворота канала из диапазона 1-3см, скорости набегающего потока из диапазона 1000-3400 м/с. Будут рассмотрены два расположения струи горючей смеси − около одной из двух стенок канала; проведена классификация режимов детонации в зависимости от указанных параметров и проверена реализуемость галопирующей детонации. 3. В сферической камере сгорания будут проведены экспериментальные исследования концентрационных пределов распространения пламени в бинарных (метан-водород) и трёх-компонентных (метан-ацетилен-бутан) смесях горючих газов с воздухом при инициировании горения взрывом проволочки в центре сферы. 4. Будут выполнены многопараметрические расчеты газодинамических процессов в тяговых устройствах с кольцевыми и щелевыми соплами с целью выявления механизма генерации автоколебательного режима течения в таких устройствах; изучена зависимость частоты и амплитуды колебаний параметров течения и их средних значений от условий теплообмена на поверхности тягового устройства.
-
Основные результаты:
В рамках детального кинетического механизма химического взаимодействия численно исследовано инициирование и распространение детонационной волны в стехиометрической водородно-воздушной смеси, поступающей со сверхзвуковой скоростью в плоский канал переменного сечения (с сужением), с целью определения условий, обеспечивающих формирование в канале создающего тягу течения со стабилизированной детонационной волной без затрат энергии. Выполнено численное моделирование сверхзвуковых течений воздуха и пропановоздушной смеси в плоском канале постоянной ширины с изгибом в случаях частичной подачи горючего в виде струи, примыкающей к одной из стенок канала. Проведена классификация режимов детонации. Определена область значений параметров, для которых имеет место галопирующая детонация вблизи изгиба канала. Представлены результаты проведенных в сферической камере сгорания экспериментальных исследований концентрационных пределов распространения пламени в бинарных (метан-водород) и трёхкомпонентных (метан-ацетилен-бутан) смесях горючих газов с воздухом при инициировании горения взрывом проволочки в центре сферы. Проведены многопараметрические расчеты газодинамических процессов в тяговых устройствах с кольцевыми и щелевыми соплами с целью выявления механизма генерации автоколебательного режима течения в таких устройствах. Изучены зависимости частоты и амплитуды колебаний параметров течения и их средних значений от условий теплообмена на поверхности тягового устройства.
- Добавил в систему: Журавская Татьяна Анатольевна
Источник финансирования НИР
| Контракт с гос. корпорациями, министерствами и ведомствами, кроме ФЦП, Программа фундаментальных научных исследований Президиума РАН (I.31) «Фундаментальные основы технологий двойного назначения в интересах национальной безопасности. Фундаментальные исследования процессов горения и взрыва. Актуальные проблемы робототехники» по разделу (подпрограмме) «Фундаментальные исследования процессов горения и взрыва» |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 27 июня 2017 г.-15 октября 2017 г. | ИВТАН 6-20-17: Комплексное исследование быстропротекающих процессов, связанных с горением и детонацией в ограниченных объемах |
| Результаты этапа: В рамках детального кинетического механизма химического взаимодействия численно исследовано инициирование и распространение детонационной волны в стехиометрической водородно-воздушной смеси, поступающей со сверхзвуковой скоростью в плоский канал переменного сечения (с сужением), с целью определения условий, обеспечивающих формирование в канале создающего тягу течения со стабилизированной детонационной волной без затрат энергии. Выполнено численное моделирование сверхзвуковых течений воздуха и пропановоздушной смеси в плоском канале постоянной ширины с изгибом в случаях частичной подачи горючего в виде струи, примыкающей к одной из стенок канала. Проведена классификация режимов детонации. Определена область значений параметров, для которых имеет место галопирующая детонация вблизи изгиба канала. Представлены результаты проведенных в сферической камере сгорания экспериментальных исследований концентрационных пределов распространения пламени в бинарных (метан-водород) и трёхкомпонентных (метан-ацетилен-бутан) смесях горючих газов с воздухом при инициировании горения взрывом проволочки в центре сферы. Проведены многопараметрические расчеты газодинамических процессов в тяговых устройствах с кольцевыми и щелевыми соплами с целью выявления механизма генерации автоколебательного режима течения в таких устройствах. Изучены зависимости частоты и амплитуды колебаний параметров течения и их средних значений от условий теплообмена на поверхности тягового устройства. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".