Щелевой канал как газодинамический источник воспламенения и стабилизации горения в сверхзвуковой камере сгорания

Для обеспечения воспламенения топлива при большой сверхзвуковой скорости потока в канале была предложена оригинальная схема стабилизации горения при параллельной потоку спутной подаче топлива, которая обеспечивает высокую температуру потока в области образования топливно-воздушной смеси. Были проведены расчетно-экспериментальные исследования самовоспламенения и горения водорода в модельной камере сгорания с щелевым каналом (газодинамический источник воспламенения) при числах Маха 3,7 и 5,8 на входе. Численное моделирование было выполнено на основе решения полных осредненных уравнений Навье – Стокса, дополненных k-w SST моделью турбулентности. Эксперименты были выполнены в импульсной аэродинамической трубе ИТ-302М ИТПМ СО РАН в режиме присоединенного воздухопровода. Щелевой канал имел два варианта исполнения выходного сопла: с и без геометрического горла. Было установлено, что поток на входе в щелевой канал характеризуется сложной структурой с двумя вихрями с высокой температурой, которая остается таковой в канале с геометрическим горлом и при запирании канала без горла. Обнаружено, что в канале с геометрическим горлом реализуется равномерное дозвуковое течение. Течение в щелевом канале без геометрического горла остается сверхзвуковым, но с меньшим числом Маха, чем в основном канале. Структура течения на выходе щелевого канала существенно разная для этих двух случаев.

Ключевые слова:
сверхзвуковая скорость, канал, самовоспламенение, стабилизация горения
Источник финансирования:
Исследования выполнены при поддержке РФФИ (проект № 13-08-00860А)
УДК 533.6.011.5; 533.6.072

Щелевой канал как газодинамический источник воспламенения и стабилизации горения в сверхзвуковой камере сгорания