Исследование релаксационного распространения пламени в каналах

• Автор: Семенов, Олег Юрьевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Сургут
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. РЕЛАКСАІДЮННЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ ГОРЕНИИ ГАЗОВ
1.1 Релаксационные колебания в открытых
камерах сгорания
1.2 Релаксационные колебания в камерах внутреннего сгорания
1.3 Программа исследований
2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Экспериментальные установки
2.2 Объекты и методика исследования
2.2.1 Методика исследования релаксационного
распространения пламени в плоской узкой трубе
2.2.2 Методика исследования распада круглого «тюльпана» при релаксационном распространении фронта пламени
в цилиндрической трубе
2.2.3 Методика исследовании релаксационных колебаний
пламени при его распространении за поршнем
3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ РЕЛАКСАЦИОННОГО
РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ
3.1 Гидродинамические явления и устойчивость
фронта пламени в канале, открытом с одного конца
3.1.1 Влияние геометрии, размеров поперечного сечения канала и координаты точки зажигания на скорость распространения и форму пламени

3.1.2 Формы «тюльпана» на фронте пламени,
границы устойчивости
3.2 Гидродинамические явления и устойчивость
фронта пламени при распространении за поршнем
3.2.1 «Парадокс» поршня
3.2.2 Взаимодействие двух фронтов пламени при релаксационном распространении в трубе
4. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ, УПРАВЛЯЮЩИЕ РЕЛАКСАЦИОННЫМ РАСПРОСТРАНЕНИЕМ
11ЛАМЕНИ В УЗКИХ КАНАЛАХ
4.1 Влияние диффузионно-тепловой и гидродинамической неустойчивости
4.2 Механизмы и модели взаимодействия
двух фронтов пламени
4.3 Модель «парадокса» движения поршня, возможность технических приложений
4.4 Эффекты неодномерности течения газа
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Диффузионно-тепловые и гидродинамические явления, сопровождающие релаксационное распространение фронта пламени в трубах, определяют также характерные закономерности изменения физических параметров в других задачах внутренней баллистики. Перегородки, подвижные стенки в шахтах и туннелях, поршни в камерах внутреннего сгорания и т.п., являются элементами колебательной системы. Они создают характерные гидродинамические ситуации, при которых возникают колебания продуктов сгорания и фронта пламени. Иногда образуется положительная обратная связь между колебаниями давления и скорости горения, управляющая механическим движением элементов камер сгорания, гидродинамикой пламени и неустойчивостью горения.
Использование положительной обратной связи представляет собой значительный ресурс для повышения экономичности многих энергетических установок и безопасности при их эксплуатации.
Скорость тепловыделения и полнота сгорания газовоздушной смеси в релаксационной (циклической) камере сгорания зависят от структуры фронта пламени. Возможным методом управления временем сгорания является одновременное воспламенение горючей смеси в нескольких пространственно разделенных точках камеры сгорания. Такой метод представляется оправданным для двигателей внутреннего сгорания, в которых значительная степень сжатия достигается за счет уменьшения рабочего хода поршня при увеличении диаметра цилиндра. Камера сгорания в момент воспламенения горючей смеси представляет собой плоский канал, расстояние между двумя стенками которого не постоянно из-за движения поршня. Закономерности распространения фронта пламени за поршнем и взаимодействие нескольких фронтов пламени в подобной гидродинамической ситуации не изучены.
Другим примером актуальных технических приложений исследований релаксационного горения являются гидродинамические явления, сопровож-

Рис. 2.
Схема экспериментальной установки по исследованию релаксационного распространения фронта пламени в открытом и полуоткрытом каналах
Рис. 2.
Схема экспериментальной установки для исследования взаимодействия двух фронтов пламени друг с другом