Исследование режимов диффузионного горения микроструи водорода
https://doi.org/10.25205/2541-9447-2022-17-3-12-21
Аннотация
В работе экспериментально изучаются сценарии диффузионного горения круглой микроструи водорода, истекающей из цилиндрического тонкостенного микросопла диаметром 200 мкм при поджигании вблизи и на расстоянии от среза сопла. Полученные экспериментальные данные сравниваются с ранее полученными, результаты выражены в безразмерных параметрах (через числа Рейнольдса). Установлено, что стабилизация пламени при истечении круглой микроструи водорода связана с нагревом сопла сферической областью пламени, охватывающей его срез. Показан гистерезис процесса диффузионного горения круглых микроструй водорода в зависимости от способа поджигания микроструи (вблизи или вдали от среза сопла) и от изменения скорости истечения (возрастания или уменьшения).
При поддержке: Статья поддержана грантом Российского научного фонда № 22-19-00151, https://rscf.ru/project/22-19-00151/.
Об авторах
В. В. Козлов
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН; Новосибирский государственный университет
Россия
Россия
Козлов Виктор Владимирович, доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник; профессор
ул. Институтская, 4/1, Новосибирск, 630090
ул. Пирогова, 2, Новосибирск, 630090
М. В. Литвиненко
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН; Новосибирский государственный университет
Россия
Россия
Литвиненко Мария Викторовна, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник; ученый секретарь физического факультета
ул. Институтская, 4/1, Новосибирск, 630090
ул. Пирогова, 2, Новосибирск, 630090
Ю. А. Литвиненко
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
Россия
Россия
Литвиненко Юрий Алексеевич, доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник
ул. Институтская, 4/1, Новосибирск, 630090
А. С. Тамбовцев
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН
Россия
Россия
Тамбовцев Александр Сергеевич, младший научный сотрудник
ул. Институтская, 4/1, Новосибирск, 630090
А. Г. Шмаков
Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН
Россия
Россия
Шмаков Андрей Геннадиевич, доктор химических наук, старший научный сотрудник
ул. Институтская, 3, Новосибирск, 630090
Список литературы
1. Абрамович Г. Н. Турбулентное смешение газовых струй. М.: Наука, 1974. 272 с.
2. Ho C. M., Huerre P. Perturbed free shear layers // Ann. Rev. Fluid Mech. 1984. Vol. 16. Pp. 356– 424.
3. Michalke A. Survey on jet instability theory // Prog.Aerosp.Sci. 1984. Vol. 21, no. 3. Pp. 159– 199.
4. Гиневский А. С., Власов Е. В., Каравосов Р. К. Акустическое управление турбулентными струями. М.: Физматлит, 2001. 240 с.
5. Козлов Г. В., Грек Г. Р., Сорокин А. М., Литвиненко Ю. А. Влияние начальных условийна срезе сопла на структуру круглойструи // Теплофизика и аэромеханика. 2008. Т. 15, № 1. С. 59–73.
6. Ball C. G., Fellouah H., Pollard A. The flow field in turbulent round free jets // Prog. Aerosp. Sci. 2012. Vol. 50. Pp. 1–26. doi: 10.1016/j.paerosci.2011.10.002
7. Рудяк В. Я., Анискин В. М., Кузнецов В. В., Маслов А. А., Минаков А. В., Миронов С. Г. Газодинамическая структура и устойчивость газовых микроструй // Моделирование микро- и нанотечений. 2014. С. 94–114.
8. Литвиненко Ю. А., Грек Г. Р., Козлов В. В., Козлов Г. В. Дозвуковая круглая и плоская макро- и микроструи в поперечном акустическом поле // ДАН. 2011. Т. 436, № 1. С. 1–7.
9. Литвиненко Ю. А., Грек Г. Р., Козлов В. В., Коробейничев О. П., Шмаков А. Г. Структура присоединенного диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из щелевого сопла // Вестник НГУ. Физика. 2015. Т. 10, № 2. С. 52–66.
10. Шмаков А. Г., Грек Г. Р., Козлов В. В., Коробейничев О. П., Литвиненко Ю. А. Различные режимы диффузионного горения круглой струи водорода в воздухе // Вестник НГУ. Серия: Физика. 2015. Т. 10, № 2. С. 27–41.
11. Kozlov V. V., Grek G. R., Korobeinichev O. P., Litvinenko Yu. A., Shmakov A. G. Combustion of a high-velocity hydrogen microjet effluxing in air // Doklady Physics. 2016. Vol. 61, iss. 9. Pp. 457–462.
12. Shmakov A. G., Grek G. R., Kozlov V. V., Litvinenko Yu. A. Influence of initial and boundary conditions at the nozzle exit upon diffusion combustion of a hydrogen microjet // Intern. J. Hydrogen Energy. 2017. Vol. 42, iss. 24. Pp. 15913–15924.
13. Козлов В. В., Грек Г. Р., Козлов Г. В., Литвиненко Ю. А., Шмаков А. Г. Экспериментальное исследование диффузионного горения круглой микроструи водорода при ее зажигании вдали от среза сопла // Сибирский физический журнал. 2017. Т. 12, № 3. С. 62–73.
14. Kozlov V. V., Shmakov A. G., Grek G. R., Kozlov G. V., Litvinenko Y. A. Micronozzle chocking under diffusion combustion of hydrogen // Doklady Physics. 2018. Vol. 63, no. 5. Pp. 193– 198. doi: 10.1134/S1028335818050026
15. Шмаков А. Г., Грек Г. Р., Козлов В. В., Козлов Г. В., Литвиненко Ю. А. Экспериментальное исследование диффузионного горения высокоскоростной круглой микроструи водорода. Часть 1. Присоединенное пламя, дозвуковое течение // Сибирский физический журнал. 2017. Т. 12, № 2. С. 28–45.
16. Козлов В. В., Грек Г. Р., Литвиненко Ю. А., Шмаков А. Г., Вихорев В. В. Диффузионное горение круглоймикроструи водорода при до- и сверхзвуковойскорости истечения из сопла // Сибирскийфизическийжурнал. 2018. Т. 13, № 2. С. 37–52.
17. Kozlov V. V., Grek G. R., Kozlov G. V., Litvinenko Yu. A., Shmakov A. G. Experimental study on diffusion combustion of high-speed hydrogen round microjets // International Journal of Hydrogen Energy. 2019. Vol. 44, iss. 1. Pp. 457–468.
18. Litvinenko Y. A., Grek G. R., Kozlov V. V., Litvinenko M. V., Shmakov A. G. Diffusion combustion of a round hydrogen microjet at sub- and supersonic jet velocity // Doklady Physics. 2020. Vol. 65, no. 9. Pp. 312–316. doi: 10.1134/S1028335820090074
Рецензия
Для цитирования:
Козлов В.В., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Тамбовцев А.С., Шмаков А.Г. Исследование режимов диффузионного горения микроструи водорода. Сибирский физический журнал. 2022;17(3):12-21. https://doi.org/10.25205/2541-9447-2022-17-3-12-21
For citation:
Kozlov V.V., Litvinenko M.V., Litvinenko Yu.А., Tambovtsev A.S., Shmakov A.G. Study of the Regimes of Diffusive Combustion of a Hydrogen Microjet. SIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS. 2022;17(3):12-21. (In Russ.) https://doi.org/10.25205/2541-9447-2022-17-3-12-21
Просмотров:
307
Послать статью по эл. почте 