Cтабилизация горения керосино-воздушной смеси инжекцией водорода
Просмотры: 97 / Загрузок PDF: 66
DOI:
https://doi.org/10.32523/2616-7182/2021-134-1-6-18Ключевые слова:
уравнения Навье-Стокса, газообразный керосин, камера сгоранияАннотация
На летательных аппаратах при высоких скоростях полета в настоящее время наибольший интерес представляет прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД), эффективность которого может быть повышена при использовании технологии термохимической конверсии топлива (ТКТ). Некоторые аспекты работы такого двигателя можно смоделировать численно. В настоящей работе проведено исследование процессов в камере сгорания, и предложен метод стабилизации горения керосино-воздушной смеси посредством инжекции в прямоточную камеру сгорания молекулярного водорода. Изучено влияние на процесс горения температуры водорода, места расположения и размера области массоподвода. Для теоретического исследования применена соответствующая численная технология на основе уравнений Навье-Стокса с использованием модели турбулентности Спаларта-Аллмареса, реализованная в комплексе компьютерных программ, разработанных в НИИ механики МГУ. При численном моделировании решались две проблемы. Первая касалась условий воспламенения молекулярного водорода, подаваемого в проточный воспламенитель, а вторая - условий стабилизации горения керосино-воздушной смеси водородным пламенем. На основе результатов расчетов установлено, что процессу воспламенения способствует увеличение температуры водорода и мощности его инжекции. Меньшее влияние оказывает положение и размеры источника водорода. В процессе исследования методом вычислительного эксперимента выявлены характерные особенности структуры течения в канале, в том числе с образованием волны детонации, и показана возможность управления горением инжекцией водорода.