Preview

Аэрокосмический научный журнал

Расширенный поиск

Оценка тепловых потерь на фронте детонационной волны при движении вдоль металлической пористой поверхности

https://doi.org/10.7463/aersp.0516.0849886

Полный текст:

Аннотация

Рассматривается метод расчета теплового потока от горячих продуктов детонационного горения внутрь пористого покрытия, и оценка эффективного слоя этого покрытия, приводящего к замедлению фронта пламени в пренебрежении поперечного смещения массы продуктов горения водородно-воздушной смеси.

Проведена оценка начальных термодинамических параметров продуктов горения на поверхности пористого покрытия. Определена температура торможения потока.

Поставлена задача расчета теплового потока внутрь цилиндрического длинного металлического волокна радиуса 15 мкм. По справочным значениям теплоемкости и теплопроводности сделана оценка температуропроводности в широком диапазоне температур. Для удобства расчета параметров приведена аппроксимационная зависимость.

Приведен алгоритм расчета с использованием явной четырехточечной схемы. Обоснована сходимость и достоверность результатов. Для подтверждения достоверности результатов была сделана теоретическая оценка с использованием цилиндрических функций Бесселя.

С использованием фотографий движения фронта детонации и горячих продуктов сгорания проведена суммарная оценка тепловых потерь. На основе сравнения суммарных тепловых потерь и количества энергии, поглощенной одиночным волокном сделано заключение об эффективной толщине пористого покрытия, приводящей к затуханию детонационной волны.

Об авторах

С. В. Головастов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва Объединенный институт высоких температур РАН, Москва
Россия


А. А. Самойлова
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия


Д. М. Александрова
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия


Список литературы

1. Nettleton M. A. Recent work on gaseous detonations // Shock Waves. 2002. Vol. 12. Iss. 1. Pp. 3-12. DOI: 10.1007/s001930200134

2. Щелкин К. И. Два случая нестационарного горения // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1959. Т. 36. Вып. 2. С. 600-609.

3. Васильев А. А., Николаев Ю. А., Ульяницкий В. Ю. Критическая энергия инициирования многофронтовой детонации // Физика горения и взрыва. 1979. Т. 15. №. 6. С. 94-104.

4. Bull D. C., Elsworth J. E., Hooper G. Initiation of spherical detonation in hydrocarbon/air mixtures // Acta Astronautica. 1978. Vol. 5. Iss. 11-12. Pp. 997-1008. DOI: 10.1016/0094-5765(78)90005-X

5. Lee J. H., Matsui H. A comparison of the critical energies for direct initiation of spherical detonations in acetylene-oxygen mixtures // Combustion and Flame. 1977. Vol. 28. Pp. 61-66. DOI: 10.1016/0010-2180(77)90008-6

6. Яковенко И. С. Численное моделирование горения в трехмерных каналах // Молодежный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2013. № 3. С. 31-32. Режим доступа: http://sntbul.bmstu.ru/doc/560457.html

7. Смыгалина А. Е. Создание программного модуля для решения задач горения с учетом детальной химической кинетики // Молодежный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2013. № 4. С. 19-20. Режим доступа: http://sntbul.bmstu.ru/doc/564391.html

8. Войцеховский Б. В., Митрофанов В. В., Топчиян М. Е. Структура фронта детонации в газах. Новосиб.: Изд-во СО АН СССР, 1963. 167 c.

9. Radulescu M. I., Lee J. H. S. The failure mechanism of gaseous detonations: experiments in porous wall tubes // Combustion and Flame. 2002. Vol. 131. Iss. 1-2. Pp. 29-46. DOI: 10.1016/S0010-2180(02)00390-5

10. Микушкин А. Ю., Самойлова А. А., Бивол Г. Ю., Коробов А. Е., Головастов С. В. Метод расчета нестационарного тягового усилия эжекторного насадка пульсирующего реактивного двигателя // Наука и образование. МГТУ им Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2016. № 6. С. 130-144. DOI: 10.7463/0616.0842134

11. Bivol G. Yu., Golovastov S. V., Golub V. V. Attenuation and recovery of detonation wave after passing through acoustically absorbing section in hydrogen-air mixture at atmospheric pressure // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2016. Vol. 43. Pp. 311-314. DOI: 10.1016/j.jlp.2016.05.032

12. Таблицы физических величин: Справочник / Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. 1006 с.

13. Корчагова В. Н. Исследование математической модели теплопроводности для пространственно-нелокальной сплошной среды // Молодежный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. С. 13-14. Режим доступа: http://sntbul.bmstu.ru/doc/727943.html

14. Кукшинов Н. В., Французов М. С. Численное исследование теплообмена в плоском тракте с вихревыми каналами // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 1. С. 325-338. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/696278.html

15. Клюквин А. Д. Анализ влияния зависимости теплофизических свойств воздуха от температуры на точность расчета параметров турбулентных течений при различных видах осреднения уравнений Навье-Стокса // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 8. C. 256-267. DOI: 10.7463/0814.0725648

16. Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. 3-е изд. Москва: Наука. 1966. 724 с.

17. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Гидродинамика. 3-е изд. М.: Наука, 1986. 736 с.


Для цитирования:


Головастов С.В., Самойлова А.А., Александрова Д.М. Оценка тепловых потерь на фронте детонационной волны при движении вдоль металлической пористой поверхности. Аэрокосмический научный журнал. 2016;2(5):1-15. https://doi.org/10.7463/aersp.0516.0849886

For citation:


Golovastov S.V., Samoilova A.A., Alexandrova D.M. Evaluation of Heat Losses Behind the Front of the Detonation Moving Along the Metallic Porous Surface. Aerospace Scientific Journal. 2016;2(5):1-15. (In Russ.) https://doi.org/10.7463/aersp.0516.0849886

Просмотров: 195


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2413-0982 (Online)