Будовский А.Д.   Вишняков О.И.   Поливанов П.А.   Старов А.В.   Сидоренко А.А.  

Разработка плазменного стабилизатора горения на основе подвода энергии с помощью электрического разряда.

Докладчик: Будовский А.Д.

В работе представлены результаты экспериментов по исследованию возможности воспламенения топливовоздушной смеси на основе метана в высокоскоростном потоке (М=0,5) в аэродинамической трубе ИТПМ СО РАН Т-325 с использованием стабилизатора горения классической (V-образной) формы и инициатора горения базирующегося на подводе энергии путем омического нагрева. Получено, что в условиях проведения экспериментов использование в качестве инициатора горения указанного омического нагревателя не способствует возникновению режима горения топливовоздушной смеси.
Эксперименты в малой, специально сконструированной, аэродинамической установке при скоростях набегающего потока до 20 м/с продемонстрировали аналогичный результат. В качестве топлива в этих экспериментах использовался пропан. Получено, что применение в качестве инициатора горения омического нагревателя и в этих условиях является малоэффективным с точки зрения организации воспламенения топливовоздушной смеси в следе за стабилизатором горения в пределах всего диапазона скоростей набегающего потока. Применение в качестве инициатора горения электрического разряда позволило обеспечить воспламенение топливовоздушной смеси во всем диапазоне скоростей набегающего потока, обеспечиваемом малой аэродинамической установкой. Более того, было получено, что при отключении электроразрядного инициатора горения в следе за стабилизатором наблюдается режим самоподдерживающегося горения.
Результаты испытаний плазменного вихрегенератора, основанного на асимметричном подводе энергии около вертикального клина с помощью электрического разряда в малой аэродинамической установке показали, что асимметричный подвод энергии не приводит к возникновению требуемого продольного  вихревого течения ниже по потоку, в отличие от сверхзвуковых условий обтекания.
На основе полученных экспериментальных данных и результатов серии вспомогательных численных экспериментов разработана концепция нового вихрегенератора, основанного на подводе энергии с помощью электрического разряда перед проницаемым телом. Результаты численных экспериментов показали, что при фронтальном подводе энергии с помощью электрического разряда перед проницаемым телом картина течения становится характерной для обтекания плохообтекаемого тела с образованием сдвиговых слоев, наличие которых способствует интенсификации смешения топливовоздушной смеси. Результаты численных исследований сопровождаются данными PIV измерений, полученными в экспериментах в малой аэродинамической установке.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Российского Фонда Фундаментальных Исследований 18-08-01172 А.


К списку докладов