Estimation of the influence of the water vapor concentration in a heated air on the characteristics of the operation process

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Presented are the results of experimental studies on estimating the influence of the water vapor concentration in the vitiated airflow preheated to 550 K, which may occur when using a hydrogen fire-heater, on the operation process in the combustor of the model facility with condensed energy-intensive material. A significant effect of the water vapor content on slagging of the heat-protective coating surfaces and heat exchange with the walls in the combustor is detected. A decrease in the combustion efficiency of the condensed energy-intensive material in the presence of 2–3 %(wt.) water vapor in the air flow under specified conditions was registered.

About the authors

Evgeny V. Surikov

Baranov Central Institute of Aviation Motors

Author for correspondence.
Email: evsurikov@ciam.ru

Candidate of Science in Technology, Head of Sector of the Engines and Chemmotology Department

Russian Federation, 2, Aviamotornaya St., Moscow, 111116

Mikhail S. Sharov

Baranov Central Institute of Aviation Motors

Email: mssharov@ciam.ru

Candidate of Science in Technology, Senior Researcher of the Engines and Chemmotology Department

Russian Federation, 2, Aviamotornaya St., Moscow, 111116

Petr A. Kolomentsev

Baranov Central Institute of Aviation Motors

Email: kolomentsev@ciam.ru

Test Engineer of the Engines and Chemmotology Department

Russian Federation, 2, Aviamotornaya St., Moscow, 111116

Olga M. Alekseeva

Baranov Central Institute of Aviation Motors

Email: alekseeva@ciam.ru

Test Engineer of the Engines and Chemmotology Department

Russian Federation, 2, Aviamotornaya St., Moscow, 111116

Alexander V. Fedorichev

Soyuz Federal Center for Dual-Use Technologies

Email: dgr56@mail.ru

Head of the Laboratory

Russian Federation, 42, Acad. Zhukova St., Dzerzhinsky, Moscow Region, 140090

Denis V. Zhesterev

Soyuz Federal Center for Dual-Use Technologies

Email: d_zhesterev@mail.ru

Head of Group

Russian Federation, 42, Acad. Zhukova St., Dzerzhinsky, Moscow Region, 140090

References

  1. Aleksandrov, V. N., V. M. Bytskevich, V. K. Verkholomov, et al. 2006. Integral’nye pryamotochnye vozdushnoreaktivnye dvigateli na tverdykh toplivakh. Osnovy teorii i rascheta [Integrated ramjet engines on solid fuels. Fundamentals of theory and calculation]. Ed. L. S. Yanovskiy. Moscow: Akademkniga. 343 p.
  2. Sorokin, V. A., L. S. Yanovskiy, V. A. Kozlov, et al. 2010. Raketno-pryamotochnye dvigateli na tverdykh i pastoobraznykh toplivakh. Osnovy proektirovaniya i eksperimental’noy otrabotki [Ramjet engines on solid and pasty fuels. Fundamentals of design and experimental development]. Eds. Yu. M. Milekhin and V. A. Sorokin. Moscow: Fizmatlit. 320 p.
  3. Obnosov, B. V., V. A. Sorokin, L. S. Yanovskiy, et al. 2014. Konstruktsiya i proektirovanie kombinirovannykh raketnykh dvigateley na tverdom toplive [Design and engineering of combined solid-fuel rocket engines]. Ed. V. A. Sorokin. 2nd ed. Moscow: Bauman MSTU Publs. 303 p.
  4. Vigot, C., L. Bardelle, and L. Nadaud. 1986. Improvement of boron combustion in a solid-fuel ramrocket. AIAA Paper No. 86-1590.
  5. Vigot, C., A. Cochet, and C. Guin. 1993. Combustion behaviour of boron-based solid propellants in a ducted rocket. Combustion of boron-based solid propellants and fuels. CRC Press. 386–401.
  6. Yagodnikov, D. A. Vosplamenenie i gorenie poroshkoobraznykh metallov [Ignition and combustion of powdered metals]. Moscow: Bauman MSTU Publs. 432 p.
  7. Aleksandrov, V. Yu., K. Yu. Arefyev, A. N. Prokhorov, K. V. Fedotova, M. S. Sharov, and L. S. Yanovskiy. 2016. Metodika eksperimental’nykh issledovaniy effektivnosti rabochego protsessa v vysokoskorostnykh PRVD gazogeneratornoy skhemy na tverdykh toplivakh [The method of experimental research into the efficiency of the working process in high speed solid fuel ramjet engines]. BMSTU J. Mechanical Engineering 2(671):65–75.
  8. Aref’ev, K. Yu., A. V. Voronetskii, A. N. Prokhorov, and L. S. Yanovskii. 2017. Experimental study of the combustion of efficiency of two-phase gasification products of energetic boron-containing condensed compositions in a high-enthalpy airflow. Combust. Explo. Shock Waves 53(3):283–292.
  9. Aref’ev, K. Yu., and L. S. Yanovskii. 2019. Combustion efficiency of boron-containing particles of the condensed phase in channels with distributed injection of air. Combust. Explo. Shock Waves 55(1):56–64.
  10. Baikov, A. V., A. F. Zholudev, M. B. Kislov, I. V. Puchkovskii, M. S. Sharov, A. V. Shikhovtsev, and L. S. Yanovskii. 2019. Burning of solid propellant in gas generator of an airbreathing engine at large content of metal. Russ. J. Appl. Chem. 92(5):602–606.
  11. Yanovskiy, L. S., K. Yu. Arefyev, Yu. M. Milekhin, V. A. Sorokin, S. A. Gusev, A. V. Voronetskiy, E. V. Surikov, M. S. Sharov, A. V. Baykov, M. A. Abramov, K. V. Fedotova, and I. S. Aver’kov. 2020. Pryamotochnye vozdushnoreaktivnye dvigateli na energoemkikh kondensirovannykh materialakh [Ramjet engines based on energy-intensive condensed materials]. Ed. L. S. Yanovskiy. Moscow: CIAM. 198 p.
  12. Yanovskii, L. S., D. B. Lempert, V. V. Raznoschikov, I. S. Averkov, and M. S. Sharov. 2020. Evaluation of the performance of some metals and nonmetals in solid propellants for rocket-ramjet engines. Combust. Explo. Shock Waves 56(1):71–82.
  13. Aleksandrov, V. Yu., K. Yu. Aref’ev, M. A. Il’chenko, and M. V. Ananyan. 2015. Issledovanie effektivnosti rabochego protsessa v malogabaritnykh generatorakh vysokoental’piynogo vozdushnogo potoka [Investigation of workflow efficiency in high-enthalpy compact air flow generators]. Science and Education of the Bauman MSTU 15(8):75–86. doi: 10.7463/0815.0798965.
  14. Aleksandrov, V. Yu., and D. S. Moseev. 2016. Methods and ways to simulate real high enthalpy flight conditions for ground test facilities. 31st Conference (International) on Equations of State for Matter. Moscow. 218–219.
  15. Lanshin, A. I., A. N. Prokhorov, N. V. Kukshinov, K. Yu. Aref’ev, V. Yu. Aleksandrov, and O. V. Gus’kov. 2020. Osobennosti raschetnykh issledovaniy i eksperimental’noy otrabotki pryamotochnykh VRD na zhidkikh i gazoobraznykh goryuchikh [Features of design studies and experimental development of liquid and gaseous fueled ramjet engines]. Ed. A. I. Lanshin. Moscow: CIAM. 112 p.
  16. Spravochnik khimika. T. 1. Obshchie svedeniya, stroenie veshchestva, svoystva slozhnykh vazhneyshikh veshchestv, laboratornaya tekhnika [Chemist’s handbook. Vol. 1. General information, substance structure, properties of complex critical substances, laboratory equipment]. 1966. Leningrad: Khimiya. 1071 p.
  17. Trusov, B. G. 2002. Programmnaya sistema TERRA dlya modelirovaniya fazovykh i khimicheskikh ravnovesiy [TERRA software system for modeling phase and chemical equilibrium]. Tr. XIV Mezhdunar. konf. po khim. termodinamike. St. Petersburg. Available at: http://main. isuct.ru/¦les/konf/ISTAPC2005/proc/2-11.pdf (accessed February 14, 2021).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».