Детонационные двигатели и некоторые другие вопросы

Автор BadgerM, 26.03.2008 13:10:00

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Uriy

Кратко и более-менее понятно. Теория и практика детонационного горения-latestenergy.ru/

Татарин

ЦитироватьСтарый пишет:
Слушайте, что это вообще такое "детонационный двигатель"?
Двигатель, в котором топливо горит в процессе детонации, а не дефлагмации.
Ваш К.О.

Uriy

ЦитироватьUriy пишет:
Кратко и более-менее понятно. Теория и практика детонационного горения- latestenergy.ru/
 Извените,адрес не показал статью.Делаю вставку.

Теория и практика Детонационного Горения
27.01.2012 13:40 | Автор: Administrator |  |  | 
Одно из самых удивительных явлений природы - огонь и по сей день во многом остается загадкой. Давно наблюдаемое явление детонации также таит в себе немало неразгаданного. При обычном горении пламя распространяется в веществе довольно медленно. Бензин горит, например, со скоростью полуметра в секунду. Если же пламя распространяется со скоростью, превышающей скорость звука в веществе, это детонация. Под воздействием избыточного давления в двигателях внутреннего сгорания тот же бензин горит чрезвычайно быстро.
Явление детонации относится к газодинамике быстро-протекающих химических реакций. До конца раскрыть его природу - одна из актуальных задач науки.
Явление неустойчивости детонационной волны в газах
Кандидат физико-математических наук Ю. Н. Денисов, член-корреспондент АН СССР К. И. Щелкин, доктор физико-математических наук Я. К. Трошин (Институт химической физики АН СССР), член-корреспондент АН СССР Б. В. Войцеховский, доктор физико-математических наук В. В. Митрофанов и кандидат физико-математических наук М. Е. Топчиян (Институт гидродинамики Сибирского отделения АН СССР) открыли неизвестное ранее явление неоднородности и изменения во времени формы фронта детонационной волны. Оно наблюдается, например, при взрывах в шахтах, в ракетных двигателях, двигателях внутреннего сгорания, трубопроводах. Это опасное явление может быть использовано как полезное при взрывах зарядов взрывчатых веществ в строительных и горных работах, при геологических исследованиях, штамповке и сварке взрывом.
В природных условиях явление детонации проявляется при взрывах скоплений газов, при вулканических и звездных взрывах. Прежде считалось, что фронт детонационной волны - это гладкая устойчивая поверхность, разделяющая исходное взрывчатое вещество и сжатые до высоких давлений и температур продукты химической реакции воспламенения. Однако в 1957 г. Ю. Н. Денисов, тогда студент-дипломник МИФИ, и его научный руководитель Я. К. Трошин заметили периодические изменения во времени свечения детонационного фронта в силльнодетонирующих газовых смесях.
Используя собственный, так называемый следовой, метод, Ю. Н. Денисов и Я. К. Трошин изучали сетчатые следы детонации на покрытых тонким слоем сажи стенках сосудов, в которых происходил детонационный процесс. Зарегистрированный след линии столкновения детонационной волны с заведомо гладкой плоской ударной волной оказался извилистым. Это свидетельствовало о том, что в детонационной волне существуют выпуклости и вогнутости переднего фронта. Тот факт, что следы на боковых стенках сосуда были ромбовидными, говорил о периодических столкновениях и отражениях выпуклых участков фронта детонации с повышенными свечением и давлением в них.
Подробные исследования, проведенные вышеупомянутым коллективом, показали, что поверхность детонационной волны является как бы кипящей: она покрыта мельчайшими пузырями, колеблющимися вперед-назад с частотой несколько миллионов в секунду. В местах столкновения выпуклостей резко возрастают температура и давление. Следовательно, химическая реакция в этих местах фронта волны протекает во много раз быстрее, чем на других его участках. Описанный газодинамический механизм и осуществляет столь быстрое превращение вещества при детонации, скорость распространения которой сравнима с космической и достигает нескольких тысяч метров в секунду.
Научное значение открытия состоит в коренном изменении представлений о структуре детонационной волны в газах. Ее неустойчивость оказалась характерной для самоподдерживающихся детонационных режимов во всех детонационно-способных газовых смесях. Открытое явление имело большое значение для теории детонационных процессов. Исследования в этой области способствовали проведению работ по изучению структуры детонационных волн в жидких и твердых взрывчатых веществах, для ряда которых обнаружено аналогичное явление неустойчивости детонационной волны. Познанные закономерности периодической структуры детонации используются в области изучения механизма и кинетики быстрых химических реакций.
Практическое значение открытия состоит в установлении аналогии между явлениями неустойчивости воспламенения в детонационной волне и в теплонапряженных камерах сгорания, что позволяет рассчитывать поле давлений и скоростей вблизи головки камеры сгорания при высокочастотной неустойчивости. На основе открытия разработаны новый метод определения реакционно-кинетических параметров химических процессов при высоких температурах и упомянутый следовой метод регистрации детонации, применяемый для идентификации детонационных процессов в исследовательских и промышленных работах.
Аналогия представлений о процессах в волне газовой детонации и в волне детонации жидких взрывчатых веществ породила новый метод определения критического диаметра зарядов жидких взрывчатых веществ. Выявленные в результате открытия особенности механизма детонации используются при создании экспериментальных реактивных двигателей, работающих в режиме детонационного сгорания, а также при разработке способов воздействия на процесс распространения и дифракции детонационных волн в каналах.
На принципах открытия его авторы сделали ряд изобретений (детонационная труба для определения периода индукции воспламенения горючих смесей, детонационный импульсный ускоритель плазмы и др.).
Результаты открытия получили широкое признание в СССР и за рубежом. Один из известных американских исследователей детонации - Р. Е. Дафф писал в журнале "Физик оф Флуидс" по поводу данного открытия: "Наиболее важным выводом из этих результатов является то, что собственная неустойчивость детонационной волны, о которой сообщали Денисов и Трошин... подтвердилась. Бесспорно, что достоверная теория детонации должна учитывать эту неустойчивость".
В № 10 журнала "Ракетная техника и космонавтика" за 1963 г. опубликовано мнение изйестных американского, французского и немецкого исследователей - Оппен-гейма, Мансона и Вагнера (обзор "Последние достижения в изучении детонации" ;)  по поводу использования описываемого открытия. Этот вопрос, говорят они, "несколько недооценивается нами, в то время как наши русские коллеги уже значительное время уделяют внимание этому вопросу... Денисов, Щелкин и Трошин показали, каким образом можно применить к камере сгорания ракетного двигателя критерий устойчивости детонационной волны".
Открытие советских ученых зарегистрировано под № 111 с приоритетом от 5 ноября 1957 г. в следующей формулировке:
"Установлено неизвестное ранее явление неоднородности и нестационарности детонационной волны в газах, наблюдаемое вдали от пределов детонации, заключающееся в искривлении фронта волны в виде выпуклостей и вогнутостей и в периодических столкновениях и отражениях участков этого фронта, обладающих местным повышенным давлением и более сильным свечением газа, причем частота столкновений и отражений возрастает с увеличением реакционной способности и давления исходной газовой смеси. Это явление обусловлено неустойчивостью стационарного комплекса плоской ударной волны и зоны горения за ней".
Явление расщепления волны (тонкой структуры) спиновой детонации
В 1926 г. английские ученые, изучая процессы горения, обратили внимание на странное явление. Беспорядочное, казалось бы, пламя перед затуханием быстрой детонационной волны - на так называемом детонационном пределе - вдруг превращалось в упорядоченный смерч - огненное ядро. Оно двигалось по трубе со скоростью нескольких тысяч метров в секунду по винтовой линии. Исследователи назвали это явление спиновой детонацией.
Спиновая детонация наблюдается в трубопроводах при взрывах обедненных или обогащенных газовых смесей, в камерах сгорания низкого давления при работе в режимах, близких к условиям детонационных пределов, в детонационных химических реакторах с вращающейся зоной реакции. В природных условиях это явление может возникать при воспламенении скоплений каменноугольной пыли, природных газов, горючих паров в горных выработках, расщелинах и в других протяженных полостях земной коры.
Несколько десятилетий ученые разных стран пытались раскрыть загадку огненного смерча. Важнее всего было узнать внутреннюю структуру огненного ядра спиновой детонации, так как именно в нем в основном идет химическая реакция воспламенения. Однако большая скорость ядра и наложение друг на друга протекающих в разных направлениях волновых процессов долго не позволяли расшифровать его внутреннюю структуру.
Только в 1957 г. члену-корреспонденту АН СССР Б. В. Войцеховскому удалось, выбрав одно из множества направлений распространения-волновых процессов и совместив в этом единственном направлении скорость движения фотографической пленки со скоростью ядра, получить фотоотпечаток расположения волн в ядре. Оказалось, что наиболее интенсивное горение протекает в так называемой поперечной волне воспламенения, бегущей по слою ударно-сжатого газа, и в исследовавшейся ранее членом-корреспондентом АН СССР К. И. Щелкиным косой волне. Тонкие измерения давления и других параметров в волне спиновой детонации, выполненные Б. В. Войцеховским и кандидатами физико-математических наук В. В. Митрофановым и М. Е. Топчияном в Институте гидродинамики Сибирского отделения АН СССР, подтвердили первоначальный вывод.
В этом же 1957 г. кандидат физико-математических наук Ю. Н. Денисов и доктор физико-математических наук Я. К. Трошин (Институт химической физики АН СССР), разработав новый - следовой - метод и применив его к исследованию ядра спиновой детонации, обнаружили, что поперечная, а в ряде случаев и косая волна имеют внутренние периодические структуры. Значит, пламя в ядре не только упорядоченно расположено в пространстве, но и периодически меняется во времени. Было открыто существование целого ряда закономерных тонких структур ядра спиновой детонации в различных взрывчатых газовых смесях. Выяснилась связь тонкой структуры с характеристиками движения волны детонации в целом.
Открытие тонкой спиновой детонации привело к более глубокому пониманию процессов, протекающих вблизи пределов детонации. Оно легло в основу решения ряда технических задач, связанных с детонационным сгоранием. Сжигание топлива в поперечной волне осуществляется, например, в химических кольцевых реакторах. Ученые предлагают применять различные конструкции таких реакторов в качестве камер сгорания экспериментальных двигателей. Благодаря открытию появились новые методы изучения механизма химических реакций при высоких температурах.
Описанное открытие внесено в Государственный реестр открытий СССР под № 134 с приоритетом от 12 февраля 1957 г. и 24 февраля 1958 г. в следующей формулировке:
"Установлено неизвестное ранее явление расщепления волны (тонкой структуры) спиновой детонации, состоящее в том, что в условиях, предельных, для существования детонации в каналах, внутри наиболе интенсивного участка зоны воспламенения (ядра) возникают и движутся тангенциально к волне по ударно-сжатой газовой смеси - поперечный, а по исходной смеси - косой фронты воспламенения с периодически возникающими в них очагами химических реакций более высоких частот, чем частота вращательного движения самого ядра".
Явление высокой химической активности продуктов неполного сгорания богатой углеводородной смеси
Доктор технических наук Л. А. Гуссак (Институт химической физики АН СССР) открыл явление высокой химической активности продуктов неполного сгорания, образующихся при горении смеси углеводородов с воздухом богатого состава, в которой для полного сгорания не хватает приблизительно 50% кислорода.
"Как известно, при горении углеводородовоздушной смеси указанного состава,-рассказывает Л. А. Гуссак,- образуются стабильные продукты неполного сгорания с большим количеством окиси углерода и молекулярного водорода и с небольшим - углекислоты и воды. Нам удалось установить, что одновременно с этими продуктами сгорания образуются нестабильные химически, активные свободные радикалы и атомы, концентрация которых в сотни и тысячи раз выше величин, рассчитанных для термодинамических равновесных условий, а также для случая горения бедной и стехиометрической смесей.
Продолжительность химически активного состояния частиц с момента их возникновения составляет 10-15 мс. Затем это состояние полностью или частично пропадает в результате столкновения и рекомбинации частиц между собой или с молекулами смеси в объеме или на поверхности реакционного пространства. Химически активные частицы, обладающие высокой скоростью турбулентной диффузии, инициируют быстрые, почти сплошь разветвленные химические реакции и тем резко сокращают период задержки воспламенения рабочей смеси.
При истечении в основную камеру продуктов сгорания форкамерной смеси под небольшим перепадом давления происходит систематический срыв потока с погасанием факела пламени. Это ведет к завихрению и почти регулярному образованию множества небольших очагов воспламенения рабочей смеси в зоне горения камеры сгорания. Благодаря малым размерам очагов и большой скорости турбулентной диффузии химически активных частиц последние быстро и достаточно равномерно распределяются по рабочей смеси. При этом полностью* устраняется фаза медленного и неустойчивого самопроизвольного развития цепных реакций с вырожденным разветвлением, задерживающим воспламенение и горение, процесс сразу переходит в фазу лавинной активации горения. Лавинная активация горения - ЛАГ-процесс - приводит к значительному (в 3-4 раза) увеличению скорости сгорания, к повышению на 10-15% ее полноты и к улучшению стабильности горения.
Высокая химическая активность продуктов неполного сгорания горючей смеси наблюдается в природе (взрывы и взрывное горение в шахтах, огненные смерчи при лесных, торфяных и других пожарах) в виде аномалий в процессах, где имеют место окисление, воспламенение, сгорание и детонация".
На основе открытия автор разработал новый принцип организации процесса сгорания, а также способ фор-камерно-факельного инициирования воспламенения и стабилизации горения. Последний был применен к разным типам двигателей, силовых и тепловых устройств. Для поршневых двигателей были разработаны конструктивные схемы (для бензиновых двигателей - с внешним, карбюраторным, смесеобразованием, для разнотопливных двигателей - с впрыском топлива непосредственно в камеру сгорания в конце сжатия). Созданы и доведены до длительной надежной работоспособности форкамерные карбюраторные двигатели для грузовых и легковых автомобилей.
На Московском автомобильном заводе имени И. А. Лихачева в 1975 г. закончились эксплуатационные испытания нового форкамерного двигателя. Двадцать грузовых автомобилей, оснащенных этим двигателем, прошли более 100 тыс. км. Путь лежал по степям, горам и пустыням. Испытания показали высокую экономичность новой конструкции - форкамерный двигатель по сравнению с обычным расходует на 10% меньше горючего. Для его работы можно использовать бензин с низким октановым числом. Но главное то, что удалось полностью ликвидировать выброс в атмосферу вредных и ядовитых веществ.
Применение форкамерно-факельного способа организации ЛАГ-процесса для сжигания природного газа в печах в целях технологического и термического нагрева металла позволило создать химически равновесную нейтральную среду, резко сокращающую окисление и потери металла на угар, уменьшить обезлегирование и обезуглероживание поверхности нагреваемых изделий и сохранить их качества. Этот способ нагрева дает возможность применить прецизионную технологию производства заготовок и изделий без припусков на угар металла и на последующую обработку деталей после нагрева.
Форкамерно-факельная стабилизация ЛАГ-процесса в камерах сгорания газотурбинных двигателей и других энергосиловых агрегатов повышает их технико-экономические показатели.
На основе открытия автором сделано 15 изобретений. Многие из них патентуются за границей.
Открытие внесено в Государственный реестр открытий СССР под № 142 с приоритетом от октября 1952 г. в следующей формулировке:

"Установлено неизвестное ранее явление высокой химической активности продуктов неполного сгорания, обу словленной образованием сверхравновесной концентрации химически активных частиц (свободных атомов и радикалов) при горении богатой углеводородной смеси"
.

Старый

ЦитироватьТатарин пишет:
ЦитироватьСтарый пишет:
Слушайте, что это вообще такое "детонационный двигатель"?
Двигатель, в котором топливо горит в процессе детонации, а не дефлагмации.
Ваш К.О.
Абсолютно непонятно. Пульсирующий ВРД или толовые шашки?
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Старый

ЦитироватьUriy пишет:
ЦитироватьUriy пишет:
Кратко и более-менее понятно. Теория и практика детонационного горения- latestenergy.ru/
Извените,адрес не показал статью.Делаю вставку.

Теория и практика Детонационного Горения
27.01.2012 13:40 | Автор: Administrator | | |
 
Одно из самых удивительных явлений природы - огонь и по сей день во многом остается загадкой. Давно наблюдаемое явление детонации также таит в себе немало неразгаданного. При обычном горении пламя распространяется в веществе довольно медленно. Бензин горит, например, со скоростью полуметра в секунду.
Очень коротко. И очень понятно.  :evil:
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Кубик

#305
ЦитироватьСтарый пишет: Очень коротко. И очень понятно.  :evil:  
Тут впору классика: " И услышав то, дон Педро произнёс со громким смехом.."..  М- да, интересные данные о горении бензина - это если его разлить и спичку бросить?  "При обычном горении пламя распространяется в веществе " - это хоть и не шедевр, но примечательно для оценки уровня.. :cry:  
И бесы веруют... И - трепещут!

Татарин

#306
ЦитироватьСтарый пишет:
ЦитироватьТатарин пишет:
ЦитироватьСтарый пишет:
Слушайте, что это вообще такое "детонационный двигатель"?
Двигатель, в котором топливо горит в процессе детонации, а не дефлагмации.
Ваш К.О.
Абсолютно непонятно. Пульсирующий ВРД или толовые шашки?
Пульсирующий ВРД, если там именно детонация, - это детонационный двигатель (другое дело, что в прошлой практике это было не так, но одним из перспективных направлений является). См. определение.

Толовые шашки - это не двигатель. Это толовые шашки.
Если сделать двигатель, который работает, взрывая тол, это будет детонационный двигатель. См. определение.

Никакой бОльшей конкретики тут быть не может, ибо большей конкретики в термине не заложено.
Что такое колёсное транспортное средство? Транспортное средство на колёсах. Всё.

salto

ЦитироватьТатарин пишет:
Пульсирующий ВРД, если там именно детонация, - это детонационный двигатель (другое дело, что в прошлой практике это было не так, но одним из перспективных направлений является)
Конечно, пульсирующий ВРД - это не детонационный.Но и просто пульсирующего оказалось достаточным для тог, чтобы от него отказались. Что касается ЖРД, то и простой ВЧ-неусточивости в КС хватило, чтобы попортить много крови разработчикам, тому же В.П. Глушко. Поддается ли надежная  настройка процесса детонационного горения элементами смесеобразования в форсуночной головке? И , если да, то каким будет прирост удельного импульса? Стоит ли овчина выделки?

Старый

ЦитироватьКубик пишет:
ЦитироватьСтарый пишет: Очень коротко. И очень понятно.  :evil:  
Тут впору классика: " И услышав то, дон Педро произнёс со громким смехом..".. М- да, интересные данные о горении бензина - это если его разлить и спичку бросить? "При обычном горении пламя распространяется в веществе " - это хоть и не шедевр, но примечательно для оценки уровня..  :cry:
А я подумал "если в бочку налить бензин и поджечь то за секунду сгорит полметра" :)
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Старый

#309
ЦитироватьТатарин пишет: 
Толовые шашки - это не двигатель. Это толовые шашки.
Если сделать двигатель, который работает, взрывая тол, это будет детонационный двигатель. См. определение.

Никакой бОльшей конкретики тут быть не может, ибо большей конкретики в термине не заложено.
Что такое колёсное транспортное средство? Транспортное средство на колёсах. Всё.
Так что с двигателями то? Что и где детонирует? И чем он лучше недетонационных?
Каков вообще принцип действия?
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

mihalchuk

Да нетрудно понять. Если скорость подачи топлива в КС будет равна скорости детонации, то можно смешать горючее и окислитель и использовать один бак. Правда, газогенератор не так просто сделать - придйтся подмешивать охлаждённые продукты сгорания, чтобы снизить скорость детонации.

Старый

Цитироватьmihalchuk пишет:
Да нетрудно понять. Если скорость подачи топлива в КС будет равна скорости детонации, то можно смешать горючее и окислитель и использовать один бак.
Ой... Может и не трудно но я опять ничего не понял. :(
1. Ангара - единственная в мире новая РН которая хуже старой (с) Старый Ламер
2. Назначение Роскосмоса - не летать в космос а выкачивать из бюджета деньги
3. У Маска ракета длиннее и толще чем у Роскосмоса
4. Чем мрачнее реальность тем ярче бред (с) Старый Ламер

Кубик

ЦитироватьСтарый пишет:
Цитироватьmihalchuk пишет: Да нетрудно понять. Если скорость подачи топлива в КС будет равна скорости детонации, то можно смешать горючее и окислитель и использовать один бак.
Ой... Может и не трудно но я опять ничего не понял.
Ну как же: отгонять надо от форсунок фронт детонации , а то она и до баков доберётся..А может, вот в баках и детонировать? "колумбиада" выйдет.. :D
И бесы веруют... И - трепещут!

Татарин

ЦитироватьСтарый пишет: Так что с двигателями то? Что и где детонирует? И чем он лучше недетонационных? Каков вообще принцип действия?
Выгода (возможная! ради которой возятся, но которую не от любого ДД можно получить!) в скорости горения топлива.
Во фронте детонации она в разы (или даже на десятичный порядок) выше. Откуда прямые выгоды для удельной мощности "низкоскоростных" ВРД и возможность работать на гиперзвуке прямоточным двигателям разумных размеров (и не на водороде).
Высокая удельная мощность и высокая частота работы важна для некоторых конструкций "низкоскоростных" (Пу)ВРД, которые могли бы заменить турбины. По меньшей мере, для некоторых применений у вояк - точно. Вояки ждут удешевления ВРД в десятки раз при сравнимом или даже бОльшем УИ, для нынешнего оружия это рывок.

salto

ЦитироватьТатарин пишет:
Высокая удельная мощность и высокая частота работы важна для некоторых конструкций "низкоскоростных" (Пу)ВРД, которые могли бы заменить турбины. По меньшей мере, для некоторых применений у вояк - точно. Вояки ждут удешевления ВРД в десятки раз при сравнимом или даже бОльшем УИ, для нынешнего оружия это рывок.
1.Сколько сил затрачено на то, чтобы обеспечить работоспособность пластинчатых клапанов в (Пу)ВРД! И все для того, чтобы они "...могли заменить турбины." А результат ?
2.Может быть   детонационное горение будет использовано  в прямоточных двигателях, но сомнительно, что оно удешевит ВРД в десятки раз при сравнимом или даже большем УИ.

Алексей Любопытный

Цитироватьsalto пишет:
онечно, пульсирующий ВРД - это не детонационный.
Не совсем так. Не каждый пульсирующий детонационный. Пульсирующий может быть и детонационным и не детонационным, в зависимости от характера горения.

Отличается детонационное горение от дефлаграционного наличием в горящей топливной смеси особых зон гидродинамического разрыва.

Гидродинамический разрыв это зона с резким скачком давления, на порядок выше остальной "нормально" горящей топливной смеси (разница в 30-50 раз). По этому детонационное горение есть горение под очень высоким давлением.

Из-за уменьшения энтропии при росте давления - растёт КПД горения. Чем выше давление тем выше КПД. Казалось бы что проще, повышай давление в реакторе и получай профит?! Но достигнуть постоянного высокого давления, которое существует при детонационном горении, не так просто. Не позволяют конструкционные материалы. Но и тут можно обмануть природу, создавая зоны сверхвысокого давления не на уязвимых стенках реактора, а в его глубине. Это достигается с помощью гидродинамических разрывов.

Я не поленился и специально нарисовал наглядную картинку показывающую чем давление в гидродинамическом разрыве отличается от давления внешней среды.


На рисунке два потока газа встречаются под углом. Давайте проанализируем, что будет происходить с потоками, при различных условиях.

Первый вариант (не имеющий отношения к рисунку), когда два потока сталкиваются на скорости меньшей скорости полёта молекул газа относительно своих потоков. Такое можно наблюдать при столкновении двух горячих потоков на малой скорости. Так как скорости молекул быстрее чем потоки приближаются друг к другу, то перехлёста двух потоков не произойдёт. Молекулы двух потоков из-за электромагнитных напряжений оттолкнуться друг от друга и локальная область сверхвысокого давления не успеет сформироваться.
Во втором случае (который изображён на рисунке) скорости потоков превышают скорости молекул газа относительно потоков. Да и сами молекулы имеют инерцию, которая не позволяет им быстро реагировать на рост напряжения электромагнитного поля при росте плотности вещества. В результате успевают формироваться перехлёсты двух потоков, в которых концентрация вещества резко вырастает в два раза.

Такая область перехлёста и называется гидродинамический разрыв. На рисунке она отмечена цифрой 1.

Область под цифрой 2 обозначает время при котором молекулы уже набрали скорости позволяющие им распределить давление по всему объёму равномерно.

Область под цифрой 1 обладает значительно возросшим давлением. Там горение протекает с гораздо более низким уровнем энтропии и получается больше быстрых молекул за единицу времени. Горение в этой области соответствует детонационному.
Гидродинамический разрыв можно создавать как сталкивая потоки газа друг с другом так и сталкивая потоки газа на сверхзвуковых скоростях с твёрдым препятствием.
Также хочу обратить внимание, что вещество в области под цифрой 1 является смесью двух потоков. По этому ранее я говорил, что детонационное горение позволяет лучше перемешивать топливо с окислителем.
Спойлер
Цитировать2012_registration пишет:
Не знаю кому как, а я бы хотел, чтобы в этой теме не было диалогов душевнобольных, а была только собственно информация по проекту ЯЭДУ.

Старый пишет:
Дык нет проекта. Его не смогли даже завязать.
[свернуть]

Алексей Любопытный

#316
Задача конструкторов детонационных двигателей заключается в увеличении в реакторе суммарного объёма областей изображённых на рисунке под цифрой 1 относительно объёма всего реактора.
Спойлер
Цитировать2012_registration пишет:
Не знаю кому как, а я бы хотел, чтобы в этой теме не было диалогов душевнобольных, а была только собственно информация по проекту ЯЭДУ.

Старый пишет:
Дык нет проекта. Его не смогли даже завязать.
[свернуть]

Татарин

Цитироватьsalto пишет:
ЦитироватьТатарин пишет:
Высокая удельная мощность и высокая частота работы важна для некоторых конструкций "низкоскоростных" (Пу)ВРД, которые могли бы заменить турбины. По меньшей мере, для некоторых применений у вояк - точно. Вояки ждут удешевления ВРД в десятки раз при сравнимом или даже бОльшем УИ, для нынешнего оружия это рывок.
1.Сколько сил затрачено на то, чтобы обеспечить работоспособность пластинчатых клапанов в (Пу)ВРД! И все для того, чтобы они "...могли заменить турбины." А результат ?
2.Может быть детонационное горение будет использовано в прямоточных двигателях, но сомнительно, что оно удешевит ВРД в десятки раз при сравнимом или даже большем УИ.
1. ПуВРД не обязан иметь пластинчатый клапан. Прелесть детонации в том, что можно пользоваться присоединённой массой, не прокачивая её в объём камеры сгорания.
2. Многие спецы считают, что тема очень перспективная (особенно для малых ВРД - крылатые ракеты и т.п.). Работы ведутся, деньги выделяются в куче стран (Штаты, Англия, Китай, Россия как минимум). Возможно, они все ошибаются (в истории такое бывало), но возможно и нет.

mihalchuk

#318
Зверюга, где вы достали такую лапшу?
Поищите теорию, где есть ключевое выражение "косой скачок уплотнения".
Это то, что будет при столкновении двух сверхзвуковых потоков. Область внедрения молекул одного потока в другой соразмерна длинне свободного пробега молекул. Узнайте, сколько это, помножьте на 10, и подумайте, стало ли от этого легче. Дальше пойдёт взаимная диффузия веществ, затем - турбулентное перемешивание. Энтропия за скачком уплотнения возрастает.
Что может дать детонационное горение в РД? Если коротко, можно укоротить КС на длину в несколько диаметров форсунок. В минусах - наличие ударных волн в зонах интенсивного горения. Долее, за фронтом горения, ничего не будет, но у стенок близко к форсуночной головке, где температура топливной смеси ещё не высока, эти волны, как скачки уплотнения, могут сесть на стенки, что не есть хорошо. Надо сказать, что есть и плюсы - капли жидкости, пролетая через такой скачок, будут разбиваться, что будет способствовать лучшему сгоранию. Но весь выигрыш - длина КС на размер нескольких диаметров форсуночных головок - это очень далеко до революции.

mihalchuk

ЦитироватьТатарин пишет:
1. ПуВРД не обязан иметь пластинчатый клапан. Прелесть детонации в том, что можно пользоваться присоединённой массой, не прокачивая её в объём камеры сгорания.
2. Многие спецы считают, что тема очень перспективная (особенно для малых ВРД - крылатые ракеты и т.п.). Работы ведутся, деньги выделяются в куче стран (Штаты, Англия, Китай, Россия как минимум). Возможно, они все ошибаются (в истории такое бывало), но возможно и нет.
А возможно, люди нашли замену КРАСНОЙ РТУТИ.