Образование окисла азота при горении водорода в сверхзвуковом потоке

1. Введение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 3

2. Физико.математическая модель течения ... ... ... ... ... ... ... ... 5

3. Обсуждение результатов ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 11

4. Заключение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 14

5. Литературы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 15

Теоретическое и экспериментальное изучение горения водорода в сверхзвуковых течениях вызывает затруднения. Теоретическое исследование ослажнено тем, что закономерности горения при сверхзвуковых скоростях определяются интенсивностью процессов турбулентного обмена, скоростями химических реакций в потоке и влиянием газодинамических эффектов, сопровождающих тепловыделение. При этом каждый из перечисленных факторов может оказать существенное влияние на процес горения. Для числа Маха > 6 провести полномасштабные эксперменты в лабораторных условиях практически невозможно. Поэтому важное значение приобретает разработка надежного расчетно- теоретического метода анализа горения в сверхзвуковых потоках.
Из экспериментальных данных [1] следует, что смешение струи водорода со спутным потоком воздуха является одним из главных условий реализации сверхзвукового горения водорода.
Подробные экспериментальные данные о турбулентной структуре сверхзвуковых сдвиговых течений позволили изучить закономерности турбуленного смешения [2] и оценить применимость современных моделей турбулентности для их описания. В частности, установлена слабая анизотропия турбулентности в зоне смешения двух сверхзвуковых потоков [2].
В работе [3] расчеты горения звуковой пристенной струи водорода в сврхзвуковом потоке ( М = 2,44; T = 1270К ) проводились при условиях экспериментов, описанных в [4], где тангенциальный выдув водорода осуществлялся при статическом давлении, примерно, равном статическому давлению набегающего потока ( Р = 105 Н / м2 ). Полученные данные без воспламенения водорода, когда внешний поток не содержал кислорода ( ), а при горении водорода состав воздуха составлял

1. Забайкин В. А. Эффективность горения водорода в высокотемпературном сверхзвуковом потоке воздуха при различных способах инжекции // Физика горения и взрыва. 1999. Т. 35. № 2. С. 53-58.
2. Гобел С. Г., Даттон Дж. К. Экспериментальное исследование турбулентных слоев смешения в сжимаемом газе // Аэрокосм. Техника. 1991. № 2. С. 48-59.
3. Колесников О. М. Влияние пульсаций концентраций на воспломенение пристенной струи водорода в сверхзвуковом потоке // Физика горения и взрыва. 1985. Т. 21. № 1. С. 53-58.
4. Burrows M. C., Kurkov A. P. Supersonic Combustion of Hydrogen in a Vitiated Air Stream Using Stepped – Wall Injection // AIAA Paper. 1971. N 71-721.
5. Ершин Ш. А., Жапбасбаев У. К. Исследование диссипативных структур в газодинамическом участке сверхзвуковых струйных течений // Доклады МН-АН РК. 1997. № 4. С. 13-20.
6. Баев В. К., Головичев В. И., Третьяков П. К., Гаранин А. Ф., Константиновский В. А., Ясаков В. А. Горение в сверхзвуковом потоке // Новосибирск. Наука. 1984.
7. Жапбасбаев У. К., Макашев Е. П. Газодинамические структуры при сверхзвуковом горении водорода в системе плоских струй в сверхзвуковом потоке // Прикладная механика и техническая физика. 2001. Т. 42. № 1. С. 25-32.
8. Зельдович Я.Б., Садовников П.Я., Франк-Каменецкий Д.А. Окисление азота при горении // М.: Изд-во АН СССР. 1947. С.145.
9. Зельдович Я. Б., Баренблатт Г. И., Либрович В. Б., Махвиладзе Г. М. Математическая теория горения и взрыва // М. Наука. 1980.