Процессы горения струй водорода в гиперзвуковом ракетно-прямоточном двигателе

• Автор: Кузнецов, Павел Павлович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Подольск
• Количество страниц: 265 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
Часть 1. Глава 1.

Глава 2.

Глава 3.
Глава 4,

Глава 5.
5. 5. 5.
Введение
Гиперзвуковые ракетно-прямоточные двигатели
1. Принципиальные схемы ГРПД и ГАРПД
2. Состояние работ по ЯРД
3. Характеристики ГРПД
Процессы горения струй водорода в ГРПД
1. Состояние вопроса о смешении струй
2. Свойства турбулентных струй
3. Из истории развития теории горения
4. Состояние теории горения струй водорода в ГРПД .68. Движение сплошной среды с обменом механической
энергией
Математическая модель вихревого соударения веществ , течение вне ядра вихря,Введение
1. Форма вихревого течения при соударении веществ..85.
2. Кинематика течения вне ядра вихря.
3. Интегральные динамические законы вихревого соударения веществ для области вне ядра вихря.. 87.
4. Интегральные динамические законы сохранения
для жидкой частицы вне ядра вихря
5. Уравнения динамического равновесия жидкой частицы
6. Интегральные динамические законы сохранения для жидкой частицы вне ядра вихря
7.Уравнения динамического равновесия жидкой частицыЭб. Математическая модель вихревого соударения веществ внутри ядра вихря
1. Кинематика течения внутри ядра вихря
2. Динамика течения внутри ядра вихря
3. Уравнения динамического равновесия жидкой частицы внутри ядра вихря
Глава 6. Экспериментальное подтверждение модели вихревого соударения веществ.Крупномасштабные вихри на начальном участке струи
6.1. Ламинарный пограничный слой на границе
струи и окружающей среды
6.2. Форма и размеры вихрей
6.3. Размеры пограничного слоя струи
6.4. Влияние угла 13 на структуру и параметры
вихревого течения
6.5. Оценка достоверности полученных результатов
6.6. Фотографии вихрей
Глава 7. Крупномасштабные вихри в факелах горения струй
горючих газов
7.1. Экспериментальное исследование горения высокотемпературных струй водорода в воздухе...130.
7.2. Крупномасштабные вихри на начальном участке факела горения ламинарной струи нагретого водорода
7.3. Крупномасштабные вихри на начальном участке факела горения турбулентной струи нагретого водорода..161.
Глава 8. Горение водородных струй и проблема создания
водородного РИД и ГАРПД
8.1. Взрывобезопаоность факела горения выхлопной струи реактора ИВГ-1
8.2. Основные особенности факелов горения крупногабаритных струй водорода, выхлопная струя ГАРПД...177.
8.3. Организация процессов горения в камере водородного ГРПД и ГАРПД
Часть 2. Процессы вихревого соударения в технике
Глава 9. Обеспечение безопасности накопителей тепла ка фазовых переходах при производстве и эксплуатации!98.
9.1. Введение (Место накопителей тепла в энергетике и энергосбережении)
у.2. Материалы плавящегося сердечника, их физико-химические и экологические свойства
9.3. Технология подготовки и заливки выбранного состава сердечника
9.4. Анализ проблемы взрывобезопасности накопителей тепла
10. Новые научные результаты и выводы.
Приложение 1.Методика расчета характеристик ГАРПД
242.

ленную на рис. 12, содержащую смеситель водорода с водой ЕМн=0-1,5], смеситель смеси водорода с водой с воздухом, камеру горения и сопло. Согласно методике расчета ГАРПД струи водорода,нагретого в ядерном реакторе до 2000-2300К,вытекают в камеру со сверхзвуковой скоростью через кольцевые сопла с диаметром кольцевого сопла равным (30-60)мм и с диаметром осевого сверхзвукового сопла (1-2)ом. Кольцевая часть сопла предназначена для управления длиной зоны горения осевых струй продуктов нагрева рабочего тела в ядерном реакторе.
Горение в камере происходит при сверхзвуковой скорости водорода.
Для управления длиной зоны горения могут быть использованы и другие методы, например управление расширением камеры горения.
Камера имеет переменное сечение по своей длине и тяговое усилие на стенку камеры по данной методике расчета определяется средним между входным и выходным давлением продуктов горения в камере.
Распределение давления по длине камеры определяется как процессами смешения и горения,так и изменением проходных сечений камеры. На изменение размеров проходных сечений можно повлиять соответствующими регуляторами,изменяющими положение панелей стенок камеры, что особенно важно в диапазоне изменения режимов полета ВКС от старта до М=2-4,когда скорость воздуха на входе в камеру увеличивается от дозвуковой до сверхзвуковой и изменяется характер влияния проходных сечений камеры на скорость потока продуктов смешения и горения.
Процесс горения б камере определяется как параметрами сверхзвуковых струй в центральной части кольцевых сопел, так и параметрами веществ в кольцевой части сопла.Влияние этих параметров будет рассмотрено дальше.
На характеристики двигателя большое влияние оказывает состояние пограничного слоя на входе в камеру горения,так в работе [180] показано, что толщина пограничного слоя может быть уменьшена в 3-5 раз в случае воздействия на поток воздуха электромагнитными средствами, что является наиболее перспективным по имеющимся в настоящее время представлениям.
Методика рассматривает характеристики двигателя при полном тепло-Бвыделении, без влияния пограничного слоя и при условии,что среднее давление по длине камеры переменного сечения равно полусумме давлений на входе и выходе из камеры. Учтен этап смешения струй водорода с парами веды, если она впрыскивается в камеру на стартовых режимах полета ВКС для предотвращения горения, приводящего