Эта публикация цитируется в
16 статьях
Влияние волновой структуры течения в сверхзвуковой камере сгорания на воспламенение и стабилизацию горения
М. А. Гольдфельдa,
Ю. В. Захароваa,
А. В. Фёдоровa,
Н. Н. Фёдороваab a Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск
b Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин), 630008 Новосибирск
Аннотация:
Представлены результаты численных и экспериментальных исследований высокоскоростного течения в плоском канале с внезапным расширением в виде обращенного по потоку уступа, который используется в качестве стабилизатора пламени в сверхзвуковом потоке. Эксперименты проведены в высокоэнтальпийной установке кратковременного действия ИТ-302М при числе Маха на входе в камеру сгорания
$2.8$, числе Рейнольдса
$30\cdot10^6$ м
$^{-1}$ и полной температуре
$T_0=2000$ K для условий, близких к полетным при числе Маха
$6$. Математическое моделирование выполнено на основе полных нестационарных осредненных уравнений Навье–Стокса, дополненных
$k$–
$\omega$ SST-моделью турбулентности и блоком химической кинетики, содержащим
$38$ прямых и обратных реакций горения водородовоздушной смеси. Исследованы три конфигурации уступа: прямой без предварительного воздействия, с предварительным сжатием, с предварительным расширением. Показано, что конфигурация обратного уступа оказывает существенное влияние на размеры отрывных областей, распределение давления и температуру в канале за уступом, от которых зависит самовоспламенение смесей. Расчетные данные показывают, что предварительное сжатие создает условия для эффективного воспламенения смеси и позволяет получить воспламенение подготовленной водородовоздушной смеси и устойчивое горение по всей высоте канала.
Ключевые слова:
сверхзвуковое течение, турбулентность, ударная волна, волна разрежения, камера сгорания, подготовленная смесь, воспламенение.
УДК:
621.452:51-72
Поступила в редакцию: 28.07.2017
DOI:
10.15372/FGV20180601