Экспериментальное исследование воспламенения природного газа в воздушном потоке СВЧ-разрядом

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

В работе представлены результаты экспериментальной апробации системы воспламенения природного газа в воздушном потоке посредством СВЧ-разряда. Данные получены применительно к модельному генератору высокоэнтальпийного воздушного потока. Установлены диапазоны давлений для устойчивого воспламенения смеси воздух + природный газ при соотношении компонентов топлива, близком к стехиометрическому. Полученные данные могут быть использованы при анализе характеристик систем воспламенения для генератора высокоэнтальпийного воздушного потока и энергосиловых установок.

About the authors

Д. Н. Кузьмичев

ФАУ «Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова»

Author for correspondence.
Email: avrudinskiy@ciam.ru
Russian Federation, Москва

В. Ю. Александров

ФАУ «Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова»

Email: avrudinskiy@ciam.ru
Russian Federation, Москва

А. В. Рудинский

ФАУ «Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова»; ФГБОУВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана»

Email: avrudinskiy@ciam.ru
Russian Federation, Москва; Москва

К. Ю. Арефьев

ФАУ «Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова»; ФГБОУВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана»

Email: avrudinskiy@ciam.ru
Russian Federation, Москва; Москва

А. В. Кравченко

ФАУ «Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова»

Email: avrudinskiy@ciam.ru
Russian Federation, Москва

Е. В. Джамай

ФАУ «Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова»

Email: avrudinskiy@ciam.ru
Russian Federation, Москва

References

  1. Ягодников Д.А. Актуальные проблемы ракетного двигателестроения. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. 196 с.
  2. Григорьева О.К., Боруш О.В. Общая энергетика. Энергетические установки. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2017. 96 с.
  3. Koytsoumpa E.I., Bergins C., Buddenberg T., Wu S., Sigurbjörnsson O., Tran K., Kakaras E. The Challenge of Energy Storage in Europe: Focus on Power to Fuel // J. Energy Res. Technol. 2016. V. 138. № 4. 042002.
  4. Дегтярь В.Г., Сон Э.Е. Гиперзвуковые летательные аппараты. Т. 1. М.: Янус-К, 2018. 984 с.
  5. Кулагин В.В., Бочкарев С.К., Горюнов И.М. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок. М.: Машиностроение, 2005. 464 с.
  6. Александров В.Ю., Мосеев Д.С. Сравнение способов имитации условий полета на стендах с огневым подогревом // ФГВ. 2014. № 2. С. 24.
  7. Александров В.Ю., Арефьев К.Ю., Ильченко М.А., Ананян М.В. Исследование эффективности рабочего процесса в малогабаритных генераторах высокоэнтальпийного воздушного потока // Электр. науч. изд. «Наука и образование». 2015. № 8. С. 75.
  8. Тропин Д.А., Федоров А.В., Пенязьков О.Г., Лещевич В.В. Время задержки воспламенения метановоздушной смеси в присутствии частиц железа //ФГВ. 2014. № 6. С.11.
  9. Трошин К.Я., Никитин А.В., Борисов А.А., Арутюнов В.С. Определение задержек самовоспламенения метановоздушных смесей с добавками алканов С2–С5 // Горение и взрыв. 2016. Т. 9. № 2. С. 23.
  10. Гизатуллин Ф.А. К теории искрового воспламенения топливовоздушных смесей в ГТД // Авиационная промышленность. 2000. № 1. С. 67.
  11. Гизатуллин Ф.А., Валиуллина З.Г. Моделирование разрядных процессов в емкостной системе зажигания с однополярным импульсом //Вестн. УГАТУ. 2009. № 2. С. 126.
  12. Фирсов А.А., Долгов Е.В., Леонов С.Б. Оптимизация плазменной системы воспламенения этилена в сверхзвуковом потоке // Вестн. ОИВТ РАН. 2018. Т. 1. № 1. С. 13.
  13. Перегудов В.С. Оптимизация процесса плазменного воспламенения углей // ТВТ. 2009. Т. 47. № 2. С. 200.
  14. Сергиенко А.А., Семенов В.В. Газодинамический воспламенитель // Изв. вузов. Авиационная техника. 2000. № 2. С. 44.
  15. Александров В.Ю., Арефьев К.Ю., Ильченко М.А. Расчетно-экспериментальные исследования пульсационных процессов в малогабаритных генераторах высокоэнтальпийного потока с газодинамической системой воспламенения // Изв. РАН. Энергетика. 2014. № 6. С. 96.
  16. Гидаспов В.Ю., Кононов Д.С., Северина Н.С. Моделирование воспламенения и детонации метано-воздушных смесей за отраженной ударной волной // ТВТ. 2020. Т. 58. № 6. С. 909.
  17. Ребров С.Г., Голубев В.А., Голиков А.Н. Лазерное зажигание кислородно-углеводородных топлив в ракетных двигателях // Изв. вузов. Машиностроение. 2018. № 7. С. 77.
  18. Цейтлин Д.А., Ребров С.Г., Болотин Н.Б. Устройство для лазерного воспламенения топлива в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя. Патент на изобретение РФ № 2533262. Кл. МПК: F02K 9/95. 2014.
  19. Нигодюк В.Е., Сулинов А.В. Исследование особенностей рабочего процесса жидкостных ракетных двигателей малой тяги на самовоспламеняющихся компонентах топлива тягой менее 1 Н // Вестн. Самарск. ун-та. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2016. Т. 15. № 4. С.114.
  20. Энциклопедия низкотемпературной плазмы / Под ред. Фортова В.Е. М.: Наука, 2000. 576 с.
  21. Арефьев К.Ю., Воронецкий А.В., Ильченко М.А. Исследование динамических характеристик резонансной газодинамической системы воспламенения топливной смеси// ФГВ. 2013. № 6. С. 41.
  22. Воронецкий А.В., Арефьев К.Ю., Ильченко М.А. Экспериментальные исследования характеристик газодинамической системы воспламенения топливной смеси применительно к ЖРД малой тяги // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012. № 7. С. 4.
  23. Антонов А.Н., Купцов В.М., Комаров В.В. Пульсации давления при струйных и отрывных течениях. М.: Машиностроение, 1990. 272 с.
  24. Александров В.Ю., Арефьев К.Ю., Ильченко М.А. Экспериментальное исследование влияния непрогнозируемого изменения формы передней кромки резонатора на работоспособность газодинамической системы воспламенения // Изв. вузов. Машиностроение. 2017. № 3. С. 56.
  25. Егоров Ю.М., Лагутин В.Г., Маевский В.А., Смилга В.И. Свеча зажигания на основе СВЧ-разряда. Патент на полезную модель РФ № 153582. Кл. МПК: F02P 23/00 (2006.01). 2015.
  26. Ikeda Yu. Development of 2.45 ghz Semiconductor Microwave System for Combustion Ignition Enhancement and Failure Analysis // Materials. 2022. V. 1. № 6. 2042.
  27. Ikeda Yu., Ofosu J.A. Schlieren Imaging and Spectroscopic Approximation of the Rotational-Vibrational Temperatures of a Microwave Discharge Igniter with a Resonating Cavity // Appl. Opt. 2022. V. 6. № 36. 10707.
  28. Свердлов Е.Д., Марков Ф.Г., Лошенкова Н.С. Способ сжигания топлива и устройство для его реализации. Патент на изобретение РФ № 2193139. Кл. MПK: F 23 C 11/00. F 23 L 7/00. 2002.
  29. Беликов А.К., Максименко А.В., Никитин И.С., Бегишев И.Р. Воспламенение и распространение пламени в смесях хлористого этила с хлором под действием ультрафиолетового излучения // Технологии технической безопасности. 2009. № 5. С. 1.
  30. Magnussen B.F., Hjertager B.H. On Mathematical Models of Turbulent Combustion with Special Emphasis on Soot Formation and Combustion // Symposium on Combustion. 1977. V. 16. P. 719.
  31. Shynkarenko O., Simone D. Oxygen-Methane Torch Ignition System for Aerospace Applications // Aerospace. 2020. V. 7. № 8. P. 114.
  32. Shi B., Chu Q., Chen R. Effects of Damköhler Number on Methane/Oxygen Tubular Combustion Diluted by N2 and CO2 // J. Energy Res. Technol. 2016. V. 139. № 1. 012206.
  33. Гупта А. Закрученные потоки. М.: Мир, 1987. 588 с.
  34. Трусов Б.Г. Программная система моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 1. С. 21.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences