Измерение расходных характеристик проточного газогенератора при газификации легкоплавких материалов в низкотемпературном потоке воздуха

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложена методика экспериментального определения расходных характеристик проточного газогенератора, работающего на газификации твердого легкоплавкого материала (ТЛМ) набегающим потоком воздуха. Проведены экспериментальные исследования газификации заряда полипропилена (ПП). В экспериментах выход продуктов газификации составил от 43 до 120 г/с, а соотношение расходов воздуха и продуктов газификации ПП составило 2,3–2,9. Выполнен анализ погрешностей при использовании методики в реальных экспериментах.

Об авторах

Дмитрий Александрович Внучков

Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vnuchkov@itam.nsc.ru

кандидат технических наук, младший научный сотрудник

Россия, Новосибирск

Валерий Иванович Звегинцев

Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН

Email: zvegin@itam.nsc.ru

доктор технических наук, главный научный сотрудник

Россия, Новосибирск

Денис Геннадьевич Наливайченко

Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН

Email: denis@itam.nsc.ru

кандидат технических наук, научный сотрудник

Россия, Новосибирск

Сергей Михайлович Фролов

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н. Н. Семенова Российской академии наук; Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Email: smfrol@chph.ras.ru

доктор физико-математических наук, руководитель отдела, главный научный сотрудник Федерального исследовательского центра химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук; профессор Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Кондратова О. А. Исследование рабочих процессов твердотопливных газогенераторов подушек безопасности: Автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук. — Томск, 2007.
  2. Karabeyoglu A., Zilliac G., Cantwell B. J., DeZilwa S., Castellucci P. Scale-up tests of high regression rate paraffin-based hybrid rocket fuels // J. Propul. Power, 2004. Vol. 20. P. 1037–1045.
  3. Encinar J. M., González J. F. Pyrolysis of synthetic polymers and plastic wastes. Kinetic study // Fuel Process. Technol., 2008. Vol. 89. P. 678–686.
  4. Aboulkas A., El harfi K., El Bouadili A. Thermal degradation behaviors of polyethylene and polypropylene. Part I: Pyrolysis kinetics and mechanisms // Energ. Convers. Manage., 2010. Vol. 51. P. 1363–1369.
  5. Mazzetti A., Merotto L., Pinarello G. Paraffin-based hybrid rocket engines applications: A review and a market perspective // Acta Astronaut. 2016. Vol. 126. P. 286–297.
  6. Srivastava Diksha. Advances in biofuel technology: A review // IOSR J. Engineering, 2021. Vol. 11. Iss. 4. P. 32–41.
  7. Rashkovskiy S. A., Yakush S. E. Numerical simulation of low-melting temperature solid fuel regression in hybrid rocket engines // Acta Astronaut., 2020. Vol. 176. P. 710–716. doi: 10.1016/j.actaastro.2020.05.002.
  8. Salgansky E. A., Lutsenko N. A. Effect of solid fuel characteristics on operating conditions of low-temperature gas generator for high-speed flying vehicle // Aerosp. Sci. Technol., 2021. Vol. 109. Article No. 106420.
  9. Бобров А. Н., Ягодников Д. А., Попов И. В. Воспламенение и горение двухкомпонентной газовзвеси порошкообразных горючего и окислителя // Физика горения и взрыва, 1992. Т. 28. № 5. С. 3–7.
  10. Глотов О. Г., Ягодников Д. А., Воробьев В. С., Зарко В. Е., Симоненко В. Н. Воспламенение, горение и агломерация капсулированных частиц алюминия в составе смесевого твердого топлива. Экспериментальные исследования агломерации // Физика горения и взрыва, 2007. Т. 43. № 3. С. 83–97.
  11. Красильников А. В., Макаревич Г. А., Михайлов А. В. Стенд для экспериментального исследования сверхзвукового горения углеводородных топлив // Космонавтика и ракетостроение, 2008. № 1(50). С. 35–42.
  12. DeLuca L. T., Galfetti L., Colombo G., Maggi F., Bandera A., Boiocchi M., Gariani G., Merotto L., Paravan C., Reina A. Time-resolved burning of solid fuels for hybrid rocket propulsion // Progress in propulsion physics / Eds. L. DeLuca, C. Bonnal, O. Haidn, S. Frolov. — EUCASS advances in aerospace sciences book ser. — EDP Sciences – TORUS PRESS, 2011. Vol. 2. P. 405–426.
  13. Шабунин А. И., Калинин С. В., Сарабьев В. И., Ягодников Д. А., Полянский А. Р. Результаты исследования и разработки низкотемпературных быстрогорящих газогенерирующих топлив для систем перемещения элементов исполнительных механизмов // Наука и образование, 2012. № 02. 13 с. http://technomag.edu.ru/doc/299736.html.
  14. Wang L. H., Wu Z. W., Chi H. W., et al. Numerical and experimental study on the solid-fuel scramjet combustor // J. Propul. Power, 2015. Vol. 31. No. 2. P. 685–693. doi: 10.2514/1.B35302.
  15. Lv Zhong, Xia Zhi-xun, Liu Bing, Huang Li-ya. Preliminary experimental study on solid-fuel rocket scramjet combustor // J. Zhejiang University — SCIENCE A, 2017. Vol. 18. No. 2. P. 106–112.
  16. Shiplyuk A. N., Zvegintsev V. I., Frolov S. M., Vnuchkov D. A., Kiseleva T. A., Kislovsky V. A., Lukashevich S. V., Melnikov A. Yu., Nalivaychenko D. G.. Gasification of low-melting hydrocarbon material in the airflow heated by hydrogen combustion // Int. J. Hydrogen Energ., 2020. Vol. 45. Р. 9098–9112.
  17. Shiplyuk A. N., Zvegintsev V. I., Frolov S. M., Vnuchkov D. A., Kislovsky V. A., Kiseleva N. A., Lukashevich S. V., Melnikov A. Yu., Nalivaychenko D. G. Gasification of low-melting fuel in a high-temperature flow of inert gas // J. Propul. Power, 2021. Vol. 31. No. 1. P. 20–28. doi: 10.2514/1.B37780.
  18. Архипов В. А., Басалаев С. А., Кузнецов В. Т., Порязов В .А., Федорычев А В. Моделирование процессов зажигания и горения борсодержащих твердых топлив // Физика горения и взрыва, 2021. Т. 57. № 3. С. 58–64. doi: 10.15372/FGV20210305.
  19. Zarko V., Perov V., Kiskin A., Nalivaichenko D. Microwave resonator method for measuring transient mass gasification rate of condensed systems // Acta Astronaut., 2019. Vol. 158. P. 272–276. doi: 10.1016/j.actaastro.2019.03.028.
  20. Evans B. N., Favorito A., Kuo K. Study of solid fuel burning-rate enhancement behavior in an X-ray translucent hybrid rocket motor. AIAA Paper No. 2005-3909, 2005. doi: 10.2514/6.2005-3909.
  21. Звегинцев В. И. Газодинамические установки кратковременного действия. Часть 1. Установки для научных исследований. — Новосибирск: Параллель, 2014. 551 с.
  22. Трусов Б. Г. Моделирование химических и фазовых равновесий при высоких температурах «Астра 4». — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1991. 40 c.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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».