SOME DETAILS SUPERSONIC COMBUSTION NOT INTERMIXED GAS IN DIVERGENT CHANNEL

  • U. K. Zhapbasbayev Kazakh-British Technical University, Tole bi,59, Almaty, Kazakhstan
  • E. P. Makashev Al-Farabi Kazakh National University, 71 Al-Farabi ave., Almaty, Kazakhstan
Keywords: self-ignition, combustion, hydrogen, gas, flame, combustion chamber

Abstract

The results of computational modeling of self-ignition and combustion of hydrogen in a supersonic flow in a circular channel with a conical extension. In the calculations show the influence of the cone angle of the ignition and combustion gases unmixed overexpanded modes of hydrogen jet.

References

(1). Curran, E.T. and Murthy, S.N. Scramjet Propulsion. Progress in Astronautics and Aeronautics. - 2000. - Vol. 189. – Р.1293.

(2). Walter, C., Holland, S.D. and Charles, E. Scramjet Concept Evaluation. Journal of Spacecraft and Rockets. – 2006. - Vol.38, №6. - Р. 803-810.

(3). Баев В.К., Головичев В.И., Третьяков П.К. и др. Горение в сверхзвуковом пото-ке. Новосибирск: Наука. 1984.

(4). Kopchenov V.L., Lomkov K.E. The enhancement of the mixing and combustion processes applied to scramjet engine. AIAA – Paper. – NY., 1992. - №3428. – 13р.

(5). Golovitchev V.I., Bruno C. Modeling of parallel injection supersonic combustion. ISTS 94-a-08. Yokohama, Japan, 1994.

(6). Гуськов О.В., Копченов В.И. Численное исследование структуры течения в канале при сверхзвуковых условиях на входе. Аэромеханика и газовая динамика. -2001. - №1. - С. 28-39

(7). Kasal P., Gerlinger P., Walther R. and et al. Supersonic Combustion: Fundamental Investigations of Aerothermodynamic Key Problems. AIAA-Paper – 2002. № 5119. 8 pp.

(8). Eklund D. R., Stouffer S.D., Northam G.B. Study of a supersonic combuster employing swept ramp fuel injectors. J. Propulsion Power. 1997. V.13, No 6. P. 697-704.

(9). Zhapbasbayev U.K., Makashev Ye.P., Samuratov Ye.B. Combustion Hydrogen in Supersonic Stream at Coaxial Input of Fuel and Oxidizer in Cylindrical Chamber. Proc. XIII Int. Conf. On the Methods of Aerophysical Research. – Novosibirsk, 2007. – Part I. – Р. 216-220.

(10). Жапбасбаев У.К., Макашев Е.П., Самуратов Е.Б. Некоторые эффекты влияния температуры и состава газа сверхзвукового потока на кинетику горения водорода. До-клады НАН и МОН РК. -2007. №7, с. 17-27.

(11). George, E. and Magre P. and Sabel’nikov V. Numerical Simulations of Self Ignition of Hydrogen Hydrocarbons Mixtures in a Hot Supersonic Airflow. AIIA- Paper –2006. № 4611, 9 pp.

(12). George, E. and Magre P. and Sabel’nikov V. Large Eddy Simulations and Experimental Study of Self-Ignition of Supersonic Hydrogen and Methane-Hydrogen Jets in a Vitiated Confined Supersonic Air Stream. Proc. Eccomas Thermatic Conf. Computational Combustion 2007. – Delft, 2007, 18 pp.

(13). Аннушкин Ю.М., Маслов Г.Ф. Экспериментальное исследование горения водородно-керосинового топлива в воздушно-прямоточном канале. Физика горения и взрыва. - 1982. -Т. 18, № 2. - С. 30–36.

(14). Зимонт В.Л., Левин В.М., Мещеряков Е.А., Сабельников В.А. Особенности сверхзвукового горения не перемешанных газов в каналах. Физика горения и взрыва. - 1983. - Т. 19, № 4. - С. 75–78.

(15). Строкин В.Н. Результаты экспери-ментального исследования стабилизации го-рения и выгорания водорода в модельных камерах сгорания ГПВРД. Фундаментальные и прикладные проблемы космонавтики. –2000. №2. –С. 33-40.

(16). Глотов Г.Ф., Гурылева Н.В., Иванькин М.А. Экспериментальное исследование газотермодинамики течений в модельных ка-налах прямоточных двигателей. Проблемы аэрокосмической науки и техники. - 2000. - № 1. - С. 51–61.

(17). Забайкин В.А., Третьяков П.К. Исследование процессов горения применительно к гиперзвуковому прямоточному воздушно-реактивному двигателю. Химическая физика. - 2004. - Т. 23, №4. - С. 47-51.

(18). Masuya Goro, Chinzei Nobuo, Kudo Kenji, Murakami Atsuo, Konuro Tomoyuki, Ishii Shinichi. Supersonic Mode Combustors. Technical Report of National Aerospace Laboratory. - 1983. - № 756. - Р. 1–19.

(19). Desevaux, P., Lanzetta, F. Computational Fluid Dynamic Modeling of Pseudoshock Inside a Zero-Secondary Flow Ejector. AIAA Journal. - 2004. - Vol. 42, №. 7. - P. 1480–1485.

(20). Ichikawa N., Choi B., Nakajima T., Masuya G. and Takita K. Behavior of Pseudo-shock Wave Produced by Heat Addition and Combustion. AIAA Paper. -2002. № 5245, pр 12.

(21). Magre P, Sabelnikov VA, Tretyakov PK, Zabaykin VA (2004). On the Possible Mechanisms of Intensifications of the Combustion in the Channel with the Supersonic Stream. Inter. Conf. on the Methods of Aero-physical Research (ICMAR-2004): Proc. No-vosibirsk. Part 2. pp 130-136.

(22). Третьяков П.К. Псевдоскачковый режим горения. Физика горения и взрыва. -1993, Т.29, № 6, с.33-38.

(23). Зимонт В.Л., Иванов В.И., Мироненко В.А., Солохин Э.Л. Экспериментальное исследование механизма горения в сверхзвуковом потоке при спутной подачи горючего и окислителя. В кн.: Горение и взрыв. Материалы четвертого всесоюз. сим-позиума по горению и взрыву, 1974г. М.: Наука, 1977, с. 388–393.

(24). Drewry J.E. Supersonic mixing and combustion of confined coaxial hydrogen-air streams. AIAA/SAF 8th Joint Propulsion Specialist Conference. 1972, № 72–1178.

(25). Masuya Goro, Chinzei Nobuo, Kudo Kenji, Murakami Atsuo, Konuro Tomoyuki, Ishii Shinichi. Supersonic Mode Combustors. Technical Report of National Aerospace Laboratory. 1983, № 756, p. 1–19.

(26). Cookson R.A., Flanagan P., Penny G.S. A study of free-jet and enclosed super-sonic diffusion flames. Twelfth Symposium (Intern.) on Combustion. The Combustion Inst., Pittsburgh. 1969, p. 1115–1124.

(27). Dimitrow V.I. The Maximum Kinetic Mechanism and Rate Constants in the H2-O2 System. React. Kinetic. Catal. Lett. - 1977. - V.7, №.1. - p. 81-86.

(28). Li J., Zhao Zh., Kazakov A. and Dryer F.L. An Updated Compehensive Kinetic Model of Hydrogen Combustion. Inter. Journal of Chemical Kinetic. –2004. –V.36, - p. 566-575.

(29). Sarkar S, Erlebacher G, Hussani MY and Kreiss HO. The Analysis and Modelling of Dilatational Terms in Compressible Turbulence. J. Fluid. Mech. –1991. -V. 227, -p. 473-493.

(30). Spiegler E., Wolfsntein M., and Man-heimer-Timnat Y. A model of Unmixedness for Turbulent Reacting Flows. Acta Astro-nautica. - 1976. - V.3, No.3-4. - P. 265-280.

(31). Громов В.Г., Ларин О.Б., Левин В.А. Турбулентное горение водорода в при-стенной струе, истекающей в спутный сверхзвуковой поток воздуха. Физика горе-ния и взрыва. - 1987. - Т.23, №6. - С.3-9.

(32). Steger J.L. and Warming R.F. Flux Vector Splitting of the Inviscid Gas Dynamics Equations with Application to Finite Difference Methods. Journal of Computational Physics. - 1981. - V.40, april. - P.263.

(33). Coakley T.Y. Implicit Upwind Meth-ods for the Compressible Navier-Stokes Equations. AIAA Journal. - 1985. - V. 23, №13. – Р. 67-83.

(34). Thomas J.L., Walters R.U. Relaxation schemes with the differences against the stream for Navie-Stocks equations. AIAA Journal. - 1988. – No. 2. – Р.45-53.

(35). Anderson D.A., Tannehil J.C., Pletcher R.H. Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer. - N.Y.: McGraw-Hill, 1984. – 367р.

(36). Chung T.J. Computational Fluid Dynamics: Cambridge University Press, 2002.–787р.

Published
2015-03-25
How to Cite
Zhapbasbayev, U., & Makashev, E. (2015). SOME DETAILS SUPERSONIC COMBUSTION NOT INTERMIXED GAS IN DIVERGENT CHANNEL. COMBUSTION AND PLASMA CHEMISTRY, 13(1), 3-10. Retrieved from https://cpc-journal.kz/index.php/cpc/article/view/2