Моделирование распыла и воспламенения реактивной струи высокого давления

Авторы

  • S. Bolegenova Научно-исследовательский институт экспериментальной и теоретической физики, Казахстан, г.Алматы https://orcid.org/0000-0001-5001-7773
  • A. Askarova Научно-исследовательский институт экспериментальной и теоретической физики, Казахстан, г.Алматы https://orcid.org/0000-0003-1797-1463
  • Sh. Ospanova Казахский национальный университет им.аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы https://orcid.org/0000-0001-6902-7154
  • N. Pilipenko Университет ИТМО, Российская Федерация, г.Санкт-Петербург https://orcid.org/0000-0001-9328-3166
  • Zh. Shortanbayeva Казахский национальный университет им. аль-Фараби; Институт ядерной физики, Казахстан, г. Алматы https://orcid.org/0000-0002-1148-6865
  • A. Aldiyarova Казахский национальный университет им.аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы https://orcid.org/0000-0003-1593-4271

DOI:

https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v86.i3.08
        176 134

Ключевые слова:

давление, реактивное топливо, горение, распыл, воспламенение, моделирование

Аннотация

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).

Загрузки

Как цитировать

Bolegenova, S., Askarova, A., Ospanova, S. ., Pilipenko, N. ., Shortanbayeva, Z. ., & Aldiyarova, A. . (2023). Моделирование распыла и воспламенения реактивной струи высокого давления. Вестник. Серия Физическая (ВКФ), 86(3), 67–76. https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v86.i3.08

Выпуск

Раздел

Теплофизика и теоретическая теплотехника

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)