Диффузионное горение круглой струи водорода, истекающей из криволинейного канала с вихрями Дина

Представлены результаты экспериментальных исследований горения круглой струи водорода, истекающей из криволинейного микросопла с вихрями Дина. Обнаружено наличие «области перетяжки пламени», как и в ситуациях горения микроструй водорода, истекающих из прямолинейных круглых и плоских микросопел. Показано, что взаимодействие кольцевых вихрей Кельвина – Гельмгольца с вихрями Дина приводит как к искажению самой области перетяжки пламени, так и к искривлению фронта градиента плотности между ламинарным горением водорода в области перетяжки пламени и его турбулентным горением. Установлено, что с ростом скорости истечения микроструи можно наблюдать искажение области турбулентного пламени еще при наличии области перетяжки пламени. Показано, что позиция этого искажения находится в районе максимальной скорости в профиле скорости на срезе сопла и что данное искажение явно связано с воздействием вихрей Дина и кольцевых вихрей. Дальнейший рост скорости истечения микроструи приводит к исчезновению области перетяжки пламени, и пламя постепенно отрывается от среза сопла, но искажение области турбулентного пламени сохраняется. Исчезновение области перетяжки пламени и отрыв пламени от среза сопла указывают на переход дозвукового диффузионного горения микроструи водорода с вихрями Дина к сверхзвуковому горению и возможному появлению сверхзвуковых бочек.

Ключевые слова:
круглая микроструя водорода с вихрями Дина, диффузионное горение, область перетяжки пламени, взаимодействие вихрей Дина с кольцевыми вихрями Кельвина – Гельмгольца, деформация пламени, дозвуковое и сверхзвуковое горение
Источник финансирования:
Работа выполнена при финансовой поддержке Президента РФ (грант НШ-8788.2016.1), РНФ (грант № 16-19- 10330) и РФФИ (грант № 16-07-00946а)
УДК 544.452.42

Диффузионное горение круглой струи водорода, истекающей из криволинейного канала с вихрями Дина