Статьи автора

Пульсирующее горение водородно-воздушной смеси в канале с внезапным расширением

Номер выпуска 7 от 14.09.2025

Численно исследовано высокоскоростное турбулентное реагирующее течение в канале с внезапным расширением в виде двух симметрично расположенных уступов. Описаны различные фазы горения: начальная с низкой полнотой сгорания и интенсивная с высокой полнотой сгорания. В интенсивной фазе в зависимости от мощности тепловыделения могут реализоваться пульсирующий (автоколебательный) режим с периодическим движением зоны интенсивного тепловыделения вверх и вниз по потоку и режим с тепловым запиранием, при котором образовавшийся в тепловом горле прямой скачок уплотнения, распространяясь вверх по потоку, выходит в узкую инжекторную часть канала и перекрывает (“запирает”) канал. Переход к дозвуковому течению происходит, если тепловыделение превышает суммарный тепловой поток на входе в полтора и более раза. Пульсационный режим, в котором скорость в ядре потока остается сверхзвуковой, реализуется, если суммарная мощность тепловыделения примерно равна тепловому потоку на входе в канал. Анализ этапов пульсирующего режима горения предварительно неперемешанной водородно-воздушной смеси показал, что движение области активного горения вверх по потоку, сопровождающееся повышением тепловыделения, связано с отрывом пограничного слоя от стенок канала и формированием горячей пристенной струи, направленной к уступу, т.е. против основного потока. После стабилизации теплового источника в начале прямой секции канала интенсивность тепловыделения снижается из-за полного выгорания окислителя, в результате чего тепловое горло расширяется, и в канал начинают поступать свежие реагенты. В конце прямого участка канала формируется новый тепловой источник, который начинает двигаться вверх по потоку, и весь процесс периодически повторяется.

6 0