DIFFUSION COMBUSTION OF PLANE HYDROGEN MICROJET EFFLUX FROM SLOTTED MICRONOZZLE AT SUB-AND SUPERSONIC VELOCITY
https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-2-23-36
Abstract
The purpose of this work is experimental study of the plane hydrogen microjet diffusion combustion efflux from slotted micronozzle at sub -and supersonic velocity. As a result of these studies the following results are received. For the first time, four scenarios of the plane hydrogen microjet diffusion combustion, including supersonic combustion in the presence of supersonic cells as by air, and on hydrogen are found. It is shown that stabilization of subsonic combustion of the hydrogen microjet is connected with existence of «bottleneck flame region». On the other hand, stabilization of supersonic combustion of the hydrogen microjet is connected with existence of the supersonic cells. The hysteresis of the plane hydrogen microjet diffusion combustion depending on microjet ignition (near or far from a nozzle exit) and direction of its velocity efflux change (growth or reduction) is found.
About the Authors
V. V. Kozlov
Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS; Novosibirsk State University
Russian Federation
Russian Federation
G. R. Grek
Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Yu. A. Litvinenko
Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
A. G. Shmakov
Novosibirsk State University; Voevodsky Institute of Chemical Kinetics and Combustion SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
V. V. Vikhorev
Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS; Novosibirsk State University
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Шмаков А. Г., Грек Г. Р., Козлов В. В., Коробейничев О. П., Литвиненко Ю. А. Различные режимы диффузионного горения круглой струи водорода в воздухе // Вестн. НГУ. Серия: Физика. 2015. Т. 10, вып. 2. С. 27-41.
2. 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 // Вестн. НГУ. Серия: Физика. 2015. Т. 10, вып. 2. С. 52-66.
3. Грек Г. Р., Катасонов М. М., Козлов Г. В., Литвиненко М. В. Диффузионное горение водорода (круглое скошенное сопло) // Вестн. НГУ. Серия: Физика. 2015. Т. 10, вып. 2. С. 42-51.
4. 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. Р. 457-462.
5. 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.
6. 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. Elsevier, 2018.
7. Kozlov V. V., Grek G. R., Korobeinichev O. P., Litvinenko Yu. A., Shmakov A. G. Features of diffusion combustion of hydrogen in the round and plane high-speed microjets (Part II) // International Journal of Hydrogen Energy. Elsevier, 2016. Vol. 41, iss. 44. Р. 20240-20249.
8. 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.
9. Kalghatgi G. T. Lift-off heights and visible lengths of vertical turbulent jet diffusion flames in still air // Combust. Sci. Technol. 1984. Vol. 41, iss. 1-2. Р. 14-29.
10. Аннушкин Ю. М., Свердлов Е. Д. Исследование устойчивости диффузионных затопленных пламен при дозвуковом и нерасчетном сверхзвуковом истечениях газообразных топлив // Химическая физика. Водород, параметры горения и взрыва. М.: Физматлит, 2008. С. 53-63.
11. Shentsov V., Sakatsume R., Makarov D., Takeno K., Molkov V. Lift-off and blow-out of under-expanded jets: experiments versus simulations // 8th International Seminar on Fire and Explosion. Hefei, China, 2016.
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 // International Journal of Hydrogen Energy. Elsevier, 2017. Vol. 42, iss. 24. Р. 15913- 15924.
13. Козлов В. В., Грек Г. Р., Литвиненко М. В., Литвиненко Ю. А., Шмаков А. Г. Экспериментальное исследование диффузионного горения высокоскоростной круглой микроструи водорода. Часть 2. Приподнятое пламя, сверхзвуковое течение // Сибирский физический журнал. 2017. Т. 12, № 2. С. 46-59.
14. Aniskina V. M., Maslov A. A., Mironov S. G., Tsyryulnikov I. S., Timofeev I. V. An Experimental Study of the Structure of Supersonic Flat Underexpanded Microjets // Technical Physics Letters. 2015. Vol. 41. No. 5. Р. 508-510.
Review
For citations:
Kozlov V.V., Grek G.R., Litvinenko Yu.A., Shmakov A.G., Vikhorev V.V. DIFFUSION COMBUSTION OF PLANE HYDROGEN MICROJET EFFLUX FROM SLOTTED MICRONOZZLE AT SUB-AND SUPERSONIC VELOCITY. SIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS. 2018;13(2):23-36. (In Russ.) https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-2-23-36
Views:
106
Email this article 