ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 533.6.697; 662.61

Технічна механіка, 2014, 1, 37 - 45

До питання про вибір кінетичної моделі горіння водню при чисельному моделюванні надзвукової нерівноважної течії

Дешко Г. Є.

      У рамках стаціонарних рівнянь в’язкого шару з використанням маршового алгоритму проведено чисельне моделювання нерівноважного витікання надзвукового повітряно-водневого струменя в супутний надзвуковий потік у вісесиметричному каналі змінного перетину. Метою досліджень є вибір раціональної кінетичної моделі окислювання водню в кисні повітря, яка дозволяє визначити основні термогазодинамічні параметри турбулентної нерівноважної течії в каналі при мінімальних витратах обчислювальних ресурсів. Розглянуто кінетичні схеми, що описують процес окислювання водню в рамках 8 – 9 хімічних реакцій. Виконано попереднє тестування розглянутих схем у рамках моделі ідеального реактора. Вибір раціональної кінетичної моделі горіння водню при надзвуковій нерівноважній течії в каналі обґрунтовано на підставі порівняння із експериментальними даними. Досліджено вплив вмісту парів води на величину періоду індукції. Показано, що додавання парів води приводить до зменшення затримки запалення водню. У результаті проведених досліджень установлено, що кінетична модель горіння водню, що включає 9 хімічних реакцій, дозволяє адекватно визначити період індукції та величину тепловиділення в процесі горіння в надзвуковому потоці. Точність завдання початкового компонентного складу нерівноважної газової суміші істотно впливає на величину періоду індукції.

кінетична модель горіння, затримка запалення, модель в'язкого шару, маршовий алгоритм, експериментальні дані

1. Тимошенко В. И. Турбулентное смешение и горение сверхзвуковой воздушно-водородной струи в спутном ограниченном дозвуковом потоке / В. И. Тимошенко, И. С. Белоцерковец // Аэродинамика. Проблемы и перспективы : Сб. статей. – Харьков : Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т». – 2009. – С. 158 – 175.

2. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа / Л. Г. Лойцянский. – М. : Наука. Гл. ред. физ-мат. лит. – 1987. – 840 с.

3. Гуляев А. Н. К созданию универсальной однопараметрической модели турбулентной вязкости / А. Н. Гуляев, В. Е. Козлов, А. Н. Секундов // МЖГ. – 1993. – № 4. – С. 69 – 81.

4. Ковеня В. М. Метод расщепления в задачах газовой динамики / В. М. Ковеня, Н. Н. Яненко. – Новоси- бирск : Наука, 1981. – 304 с.

5. Gear C. W. Numerical Initial Value Problems in Ordinary Differential Equations / C. W. Gear. – New Jersey: Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, 1971.

6. Тимошенко В. И. Маршевый расчет течения при взаимодействии сверхзвуковой турбулентной струи со спутным ограниченным дозвуковым потоком / В. И. Тимошенко, И. С. Белоцерковец // Вісник Дніпропетровського університету. – 2008. – Т. 1. Вып. 1. – С. 15 – 23.

7. Родионов А. В. Новый маршевый метод расчета струй продуктов сгорания / А. В. Родионов // Журн. выч. мат. и матем. физики.– 2002. – T. 42, №9. – С. 1413 – 1424.

8. Ивенс Дж. С. Влияние химической кинетики и неполноты смешения на горение водорода в сверхзву- ковом потоке / Дж. С. Ивенс, Ч. Дж. мл.Шекснайдер // Ракетная техника и космонавтика. – 1980. – Т. 18, № 4. – С. 77 – 84.

9. Баев В. К. Горение в сверхзвуковом потоке / В. К. Баев, В. И. Головичев, П. К. Третьяков. – Новоси- бирск : Наука, 1986. – 301 с.

10. Даутов Н. Г. К вопросу о выборе кинетической схемы при описании детонации в смеси Н2 + воздух за ударными волнами / Н. Г. Даутов, А. М. Старик // Теплофизика высоких температур. – 1993. – Т. 31, № 2. – С. 292 – 301.

11. Головичев В. И. Численный анализ кинетических моделей воспламенения водорода / В. И. Головичев, В. И. Димитров, Р. И. Солоухин // Физика горения и взрыва. – 1973. – № 1. – С. 95 – 101.

12. Галицейский К. Б. Моделирование догорания высокоскоростных турбулентных струй / К. Б. Галицей- ский // Физика горения и взрыва. – 2006. – Т. 42, № 2. – С. 3 – 9.

13. 3имонт В. Л. Горение водорода в сверхзвуковом потоке в канале при наличии псевдоскачка / В. Л. 3имонт, В. М. Левин, Е. А. Мещеряков // Физика горения и взрыва. – 1978. – Т. 14, № 4. – С. 23 – 36.

Copyright (©) 2014 Дешко Г. Є.

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка