Непрерывная детонация в кольцевых камерах

• Автор: Быковский, Федор Афанасьевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 382 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Экспериментальные камеры и методы измерений
1.1. Испытательный стенд
1.2. Экспериментальные НДС и форсунки
1.3. Экспериментальная установка
1.4. Методы измерений
1.4.1. Измерение давлений
1.4.2. Измерения расходов топлива и коэффициентов расхода
1.4.2.1. Измерение расхода жидкого горючего и жидкого кислорода
1.4.2.2. Измерение расхода газа
1.4.2.3. Измерение коэффициентов расхода
1.4.3. Измерение силы тяги и удельного импульса
1.4.4. Измерение тепловых потоков в стенки камеры и температуры газа
1.4.4.1. Измерение тепловых потоков -в стенки камеры
1.4.4.2. Измерение температуры газа
1.4.5. Измерение скорости потока воздуха в вихревой плоскорадиальной камере в переходном и стационарном режимах
1.4.5.1. Методика измерения скорости потока с помощью треков
1.4.5.2. Определение скорости потока с помощью измерений температуры, полного и статического давлений..
1.4.6. Фоторегистрация детонационных режимов
1.4.7. Методы регистрации ВДВ и измерение их скорости..
1.4.8. Определение числа Маха в продуктах детонации
Выводы к главе
Непрерывная детонация в кольцевых цилиндрических камерах
2.1. Характеристики режимов, особенности ВДВ и условия их существования
2.2, Смесеобразование..
2.2.1. Газообразные компоненты
2.2.2. Двухфазные компоненты
2.2.3. Жидкие компоненты
2.2.4. Влияние перемешивания топливных смесей на параметры детонации (расчёт)
2.2.4.1, Газовые компоненты
2.2.4.2. Двухфазные компоненты.
2.2.4.3, Жидкие компоненты,
2.3. Соотношение топливных компонентов и способы их подачи. Использование воздуха в качестве окислителя
и подмешивание в смесь продуктов
2.3.1. Газовые компоненты,
2.3.1.1. Влияние избытка одной из топливных компонент..
2.3.1.2. Влияние подмешивания продуктов детонации
2.3.2. Двухфазные топлива
2.3.2.1. Поиск максимальных значений Ф и влияние распыла топлива.
2.3.2.2. Разбавление кислорода воздухом
2.3.2.3. Активация смеси подогревом керосина.
2.3.2.4. Активация керосиновоздушной смеси подмешиванием продуктов детонации
2.3.2.5. Сжигание керосина в воздухе
2.4. Предельные начальные давления в камере
2.5. Влияние отношения давления подачи топлива
к давлению в камере (Рп/Рк)
2.5.1. Газовые компоненты.
2.5.2. Двухфазные топлива
2.5.3, Жидкие топлива.
2.5.4, Оптимальный профиль форсуночных отверстий
2.6. Влияние геометрии камеры
2.7. Влияние температуры и материала стенок
2.8. Модель расчёта течения в камере
2.9. Структура ВДВ и течение в её окрестности,..,
2.9.1. Газообразные компоненты,
2.9.2, Двухфазные компоненты,
2.9.3. Жидкие компоненты
2.9.4, Зоны дозвукового и сверхзвукового течений в области ВДВ
2.9.4.1. Газовые компоненты
2.9.4.2. Двухфазные компоненты.
2.9.4.3. Жидкие компоненты
2.10. Удельный импульс
2.11. Тепловые потоки в стенки камеры
2.12. Использование НДС в качестве химического реактора на примере получения сажи,
Выводы к главе
Непрерывная детонация в плоскорадиальных камерах и в свободном пространстве
3.1. Самоподдерживающаяся пульсирующая детонация потока газовой смеси
3.2. Непрерывное детонационное сжигание кольцевого слоя
эксперимента в перепускном канале устанавливалась калиброванная диафрагма. Сила тяги предполагалась пропорциональной квадрату скорости поршня: N=c** Vn2=c*•к*•Сdy/dt)х, где с* - коэффициент, соответствующий данной жидкости, площади поршня, геометрии диафрагмы, схеме измерения, Yn=dLn/dfc=k•dy/dt - скорость поршня, k=dLn/dy - коэффициент соответствия хода поршня перемещению луча осциллографа. Коэффициент с* находился по известной силе N и скорости перемещения поршня Vп■ Этод метод определения N допускал среднеквадратичную погрешность не более 3 %.
Измерение силы тяги по величине среднего давления на торце камеры оказалось невозможным из-за, неравномерного распределения давления не только по окружности, но и по ширине кольцевого канала. Лишь в некоторых случаях из-за удачного расположения датчика измеренные силы тяги совпадали с измеренными по первому и второму методам.
Для оценки среднего давления в камере Рк и силы тяги использовалась также формула, полученная из законов истечения:
Рк=[(¥+1)/Т]•(G/Sk)• V*, где т=1,25 - показатель адиабаты, 6 - расход, Зк - сечение канала, V* - критическая скорость течения, которая достигается внутри или на срезе канала. Для продуктов горения V* находилась по наклону треков на фоторегистрограмме в критическом сечениии или находилась по формуле: Y*=D/(r+l), полученной из известной в теории детонации формулы E3Q]:
D2=2(¥2-1)■J0=2(г2-1)•(1/2)•L(т+1)/(Г-1)3-V#2=(¥+1)2•У»2, где D - скорость детонации, JQ - энтальпия торможения потока. Удельный импульс находился по формуле:
I=N/S=Va+(Ра-Рв)*Sa/Q=« (P^-Pfi)+Pa'Va23■Sa/Q,