Диагностика и управление устойчивостью горения электрическими полями и разрядами

• Автор: Афанасьев, Владимир Васильевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 305 с. : ил.

Глава I. Исследование механизмов возбуждения вибрационного режима горения

1.1. Обзор литературы, изучение состояния вопроса. Постановка

задачи

1.1.1. Неустойчивое горение в камерах сгорания

1.1.2. Влияние звуковых и электрических полей на устойчивость газодинамических потоков

1.2. Описание установки и методики проведения экспериментов

1.3. Влияние состава, расхода и температуры горючей смеси на условия возбуждения поющего пламени

1.4. Воздействие внешних звуковых колебаний на поющее пламя

1.5. Определение области чувствительности к внешним воздействиям

1.6. Визуализация когерентных вихревых структур поющего пламени на гомогенной смеси

1.7. Механизмы возбуждения и поддержания неустойчивого режима горения

1.8 Изучение роли вихреобразования в возбуждении автоколебательного режима горения
1.9 Исследование вклада расходного механизма в возбуждении неустойчивого режима горения
1.10. Влияние постоянного электрического поля на условия возбуждения поющего пламени
1.11. Воздействие акустических колебаний на тракт подачи горючей смеси
Основные результаты и выводы главы
Глава 2. Активное управление неустойчивым режимом горения в модельных камерах сгорания
2.1 Обзор существующих методов управления. Постановка задачи
2.2. Активное управление устойчивостью горения. Физическая модель явления
2.3. Экспериментальная установка и методика проведения экспериментов
2.4. Условия шнурования электрического разряда в зоне горения пропановоздушных смесей
2.5 Исследование воздействия стабилизированного по току разряда на устойчивость горения
2.6. Исследование воздействия стабилизированного по

напряжению разряда на устойчивость горения
2.7. Управление устойчивостью горения в модельных камерах сгорания типа ПВРД
Основные результаты и выводы по главе 2
Глава 3. Вибрационное распространение пламени. Управление 112 переходом медленного горения в детонацию
3.1. Состояние проблемы по созданию пульсирующих детонационных двигателей
3.2. Вибрационное распространение пламени в трубе. Влияние электрического поля на вибрационное распространение пламени
3.3. Схема установки и методика проведения экспериментов по воздействию электрического поля на вибрационное распространение пламени в трубах
3.4. Методика расчета и обработки результатов экспериментальных исследований
3.5. Влияние постоянного поперечного электрического поля на распространение пламени в полуоткрытых трубах
3.6 Переменная составляющая тепловыделения при
вибрационном распространении пламени в трубе
3.7. Вибрационное распространение пламени в переменном электрическом поле
3.8 Механизм влияния поперечного электрического поля на
распространение пламени в трубах
3.9. Механизм влияния поперечного электрического поля на вибрационное распространение пламени в трубе
3.10. Управление преддетонационным ускорением пламени в полуоткрытых каналах с помощью электрического разряда
3.11. Интенсификация скорости горения в замкнутых объемах с помощью физических воздействий
3.12. Механизм влияния электрических разрядов на диффузионно-тепловую неустойчивость пламени
Основные результаты и выводы по главе 3
Глава 4. Диагностика неустойчивого режима горения
4.1. Обзор существующих методов диагностики.
Внутрикамерные возмущающие устройства
4.2. Внутрикамерные возмущающие устройства на основе модулированных электрических разрядов и плазматронов
4.3. Описание установок для исследования электрических и акустических характеристик модулированных электрических разрядов и плазмотронов
4.4. Описание экспериментальной установки для исследования резонансных характеристик модельных камер сгорания и камеры сгорания ВРД

4.5. Стенд для исследования акустических характеристик модельной камеры сгорания ЖРД
4.6. Исследование электроакустических характеристик модулированных дуговых разрядов и плазмотронов
4.7. Электроакустические характеристики плазмотрона с магнитной модуляцией дуги
4.8. Механизм излучения звука амплитудно-модулированными высокочастотным дуговым разрядом и электрической дугой
с магнитной модуляцией
4.9. Эксперименты по исследованию акустических характеристик модельных камер сгорания с помощью модулированного разряда
4.10. Отклик камеры сгорания энергетической установки на гармонические возмущения, генерируемые
модулированным плазмотроном
Основные результаты и выводы по главе 4
Основные результаты и выводы по диссертации
Заключение
Литература

Эксперименты по модуляции подачей горючей смеси показали, что структура изменения формы поверхности пламени напоминает изменение формы поверхности поющего пламени.
Таким образом, проведенные эксперименты показывают, что наиболее чувствительной областью пламени к внешним возмущениям является корень пламени. Одной из причин периодического изменения формы поверхности пламени является, по-видимому, взаимодействие вихрей, зарождающихся у корня пламени, с фронтом пламени. Может также иметь место колебание расхода горючей смеси через горелку на одной из резонансных частот трубы-резонатора. В следующем параграфе приводятся результаты исследований закономерностей вихреобразования поющего пламени.
1.6. Визуализация когерентных вихревых структур поющего пламени на гомогенной смеси
Интенсивные исследования крупномасштабных вихревых структур проводится не один десяток лет. Эти структуры наблюдаются в сдвиговых слоях смешения, струях, следах за плохо обтекаемыми телами. Интерес к исследованию когерентных вихревых структур в первую очередь определяется тем, что они вносят детерминистские аспекты в развитие гидродинамических неустойчивостей и турбулентности. Кроме того, управляя динамикой образования когерентных структур, можно целенаправленно изменять аэродинамические, тепловые, диффузионные и акустические характеристики гидродинамических потоков.
Когерентные структуры существенно влияют и на развитие нестационарного горения. Так, например, в работах [45, 52, 53] отмечалась их ведущая роль в развитии акустической неустойчивости камер сгорания.
Существуют разные экспериментальные методы исследования когерентных структур. Одни основаны на измерениях спектров пульсаций