Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Прикладная механика и техническая физика

2015 год, номер 5

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КАМЕРЫ ГОРЕНИЯ ВОДОРОДА ГИПЕРЗВУКОВОГО ПРЯМОТОЧНОГО ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ

А.Ф. Латыпов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А.Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
latypov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, водород, камера горения, эксергия, scramjet, hydrogen, combustion chamber, exergy
Страницы: 75-90

Аннотация

Описана функциональная математическая модель камеры горения водорода в гиперзвуковом прямоточном воздушно-реактивном двигателе. Модель строится с использованием одномерных стационарных уравнений газовой динамики и параметризации конфигурации канала и определяющих процессов (впрыска топлива в поток, выгорания топлива по длине канала, диссипации кинетической энергии, отвода части энергии газов для моделирования охлаждения топливом стенок канала) с учетом реальных теплофизических свойств газов. В результате параметрических расчетов установлено, что при впрыске топлива в трех сечениях канала, состоящего из участков слабого и сильного расширения, реализуется сверхзвуковая скорость продуктов сгорания в диапазоне чисел Маха набегающего потока $\M_\infty = 6\div 12$. Показано, что при распределенном вводе топлива допустимо большое значение угла между векторами скорости потока газообразного водорода и основного газа. Это позволит эффективно управлять процессом смешения. В качестве критерия эффективности подвода тепла в камере предложено использовать эксергию продуктов сгорания. На основе рассчитанных значений эксергии получена оценка предельного числа Маха набегающего потока, при котором еще возможно использование гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя.

DOI: 10.15372/PMTF20150506