Исследование влияния импульсного коронного разряда на процесс развития детонации в газовых смесях

• Автор: Коновалов, Григорий Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы
1.1. Воспламенение углеводородов
1.2. Общие сведения о детонации
1.3. Переход горения в детонацию
1.4. Инициирование детонации
Глава 2. Описание экспериментальной установки
2.1. Экспериментальный стенд
2.1.1. Детонационная труба
2.1.2. Система электродов и источник питания
2.2. Приготовление и подача реагентов
2.3. Система регистрации распространения фронта реакции
Глава 3. Методика проведения экспериментов и обработки результатов
3.1. Проведение эксперимента
3.2. Определение режима горения и скорости распространения фронта реакции
3.3. Определение времени выхода
3.4. Определение энергетических характеристик разряда
3.5. Методика исследования пространственной конфигурации разряда

3.5.1. Визуальное наблюдение разряда

3.5.2. Определение пространственной конфигурации разряда с
помощью токового зонда
Глава 4. Экспериментальные результаты
4.1. Эксперименты на пропан-бутановой смеси
4.1.1. Сравнение эффективности различных способов инициирования
4.1.2. Влияние соотношения компонентов в горючей смеси
4.1.3. Влияние соотношения энергий искры и коронного разряда
4.1.4. Влияние конфигурации электродов
4.2. Эксперименты на метане
Глава 5. Моделирование влияния плазмы коронного разряда на инициирование детонации
5.1. Математическая модель
5.2. Результаты расчетов
5.2.1. Инициирование детонации в отсутствии горячих пятен
5.2.2. Влияние количества горячих пятен на инициирование детонации
5.2.3. Влияние расстояния между горячими пятнами на инициирование детонации
Заключение
Список литературы
Приложение. Список публикаций по теме диссертации

Среди вопросов, связанных с горением углеводородных топлив, переход горения в детонацию в настоящее время представляется одним из наиболее интересных. Исследования процессов быстрого горения и детонации относится традиционно к области взрывоопасности газов и паров горючих веществ. Знание механизмов возникновения детонации весьма важно для предотвращения катастрофических последствий, связанных с переходом горения в детонацию. Однако существует ряд технических приложений, использующих детонационный режим горения. В таких приложениях на первый план выходит проблема стимулирования детонации, а не её предотвращение.
Одним из приложений, использующих быстрое горение, является создание новых типов двигателей. Существует и разрабатывается ряд двигателей, функционирование и эффективность которых сильно зависит от времени протекания реакции в камере сгорания: компрессионный двигатель, сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, пульсирующий детонационный двигатель и др. [1-4]. Все эти двигатели характеризуются принципиально более высоким КПД по сравнению с традиционными схемами, но для практической реализации требуют существенно более высоких скоростей сгорания топлива.

о.“ 6 4 2 О

< 1
к V
1/ р
I 1 1 /V :
г 1 „ -% 1 1J Л' -У N
/ s-yj/ ✓ 1
/ X J s' 2
(1 0 5 1 5 2 5
t, мсек
t, мсек

1_С Л‘
к - 1м '
! 1
1 1 1 1
/ У / f 1 1
J 1 1 1 2^—
05 1 5 : ! 2 5 ;

Рис. 3.2. Сигналы с оптического датчика (1) и датчика давления (2) для различных стадий формирования волны.
А - датчик расположен на расстоянии 205 мм от торца. Режим горения.
Б - датчик расположен на расстоянии 1875 мм от торца. Режим детонации.