Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей взаимодействия круглой микроструи воздуха с коаксиальной (спутной) струей водорода при его горении на сверхзвуковой скорости их истечения. Обнаружено, что горение коаксиальной (спутной) струи водорода c ростом скорости ее истечения сопровождается всеми сценариями, наблюдаемые при исследовании диффузионного горения круглой и плоской микроструй водорода. Однако область «перетяжки» пламени претерпевает значительные геометрические деформации из-за специфики пламени коаксиальной струи. Показано, что область перетяжки пламени трансформируется от Y-образной к сферической форме в процессе роста скорости истечения коаксиальной струи. Установлено, что взаимодействие круглой микроструи воздуха с коаксиальной струей водорода при ее горении сопровождается целым рядом новых явлений: наличием конусообразной области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла; наличием мелкомасштабных сверхзвуковых ячеек на результирующем пламени; отсутствием горения водорода, истекающего из области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла; прорывом пламени из области горения коаксиальной струи вблизи среза сопла, что приводит к поджиганию водорода вниз по потоку, его интенсивному горению и резкому акустическому шуму; наличием турбулентного пламени, его отрыва от среза сопла и выхода на сверхзвуковое горение результирующей струи.
Results of experimental studies of the round air microjet interaction with a coaxial hydrogen jet at its combustion for supersonic speed jets efflux are presented in this work. It is revealed that combustion of the coaxial hydrogen jet with growth of its speed efflux is accompanied by all scenarios, observed at study of the round and plane hydrogen microjets diffusion combustion. However, “bottleneck flame region” undergoes considerable geometrical deformations because of specifics of a flame of a coaxial jet. It is shown that “bottleneck flame region” is transformed from Y-shaped to spherical shape in the activity of growth of a coaxial jet speed efflux. It is found that a round air microjet interaction with a coaxial hydrogen jet at its combustion is accompanied by several new phenomena: existence of cone-shaped area a coaxial jet combustion near a nozzle exit; existence of small-scale supersonic cells on a resultant flame; absence of the hydrogen combustion efflux from combustion region of a coaxial jet near nozzle exit; flame-out from combustion region of a coaxial jet near nozzle exit that leads to hydrogen ignition downstream, its intensive combustion and sharp acoustic noise occurrence; existence of a turbulent flame, to its separation from a nozzle exit and transition to supersonic combustion of a resultant jet.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.