Моделирование распыла и воспламенения реактивной струи высокого давления
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v86.i3.08Ключевые слова:
давление, реактивное топливо, горение, распыл, воспламенение, моделированиеАннотация
Данная работа посвящена важному исследованию с точки зрения современной физики горения проблемы компьютерного моделирования распыла, воспламенения и горения реактивного жидкого топлива высокого давления при высокой турбулентности. Необходимость детального исследования физико-химических процессов, протекающих при горении реагирующих топлив, определена возросшими требованиями к эффективности работы различных технических устройств, точности прогнозирования воспламенения, скорости горения и обусловлена современными экологическими требованиями по охране окружающей среды.
При помощи численной модели исследованы процессы распыла, воспламенения и горения распыленного реактивного топлива (гептан) при высоких давлениях. Методами численного моделирования получены профили температурного факела, распределения концентраций окислителя и продуктов реакций (двуокись углерода и сажа) в пространстве горения. Определено оптимальное значение начального давления для гептана. Практическая значимость вычислительных экспериментов, представленных в данной работе, состоит в том, что полученные результаты могут быть использованы при проектировании различных реактивных технических устройств, использующих горение, которые решали бы одновременно проблему оптимизации процесса, увеличения эффективности сгорания топлива и минимизации выбросов вредных веществ.
Библиографические ссылки
Ch. Poinssot, et al., Energy, 69, 199-211 (2014).
H. Naser, Energy, 89, 421-434 (2015).
Data of an independent information and consulting company Enerdata, 2021. https://www.enerdata.net/
M. Beketayeva, et al., High Temp., 53, 751-757 (2015).
A. Askarova, et al., Thermophys. Aeromechanics, 26, 925-937 (2019).
A. Askarova, et al., Bulg. Chem. Commun., 50, 68-77 (2018).
N. Mazhrenova, et al., Bulg. Chem. Commun., 48, 229-235 (2016).
A. Askarova, et al., Int. J. Mech., 10, 249-255 (2016).
A. Dubovas, et al., Aviation, 25, 65-72 (2021).
J. Shengxi, et al., Int. J. Turbo Jet Engines, 37, 31-39 (2017).
H. Wang, et al., Fuel, 227, 457-468 (2018).
W. Fang, et al., Fuel, 160, 446-457 (2015).
P. Safarik, et al., J. Appl. Comput. Mech., 12, 127-138 (2018).
M. Gorokhovski, et al., Fluid Dyn. Res., 41, 035509 (2009).
M. Gorokhovski, et al., Int. J. Heat Fluid Flow, 25, 875-883 (2004).
Ch. Peskin, et al., J. Comput. Phys., 10, 252-271 (1972).
A.A. Amsden, et al., Los Alamos, 160 (1989).
Sh. Ospanova, et al., J. Eng. Appl. Sci., 10, 90-95 (2015).
S. Bolegenova, et al., Rec. Contr. Phys., 80, 62-71 (2022).
S. Bolegenova, et al., J. Eng. Appl. Sci., 13, 4054-4064 (2018).
S. Apte, et al., Int. J. Multiph. Flow, 29, 1503–1522 (2003).
V. Messerle, et al., Rec. Contr. Phys., 75, 62-71 (2020).
S. Bolegenova, et al., Int. J. Mech., 10, 320-325 (2016).
