17/10/2024
Учёные исследуют новый вид горючего — гранулированное топливо. Они изучают, как его можно использовать в разных энергетических установках и сравнивают с другими видами топлива. Пока особенности использования нового горючего изучены только теоретически.
Учёные из Пермского Политеха создали экспериментальную установку для исследования системы подачи гранул в камеру сгорания ракетных и прямоточных двигателей. Это позволит определить оптимальные характеристики истечения топлива и параметры устройства регулирования его расхода.
Его особенность в том, что оно обладает свойствами и жидкого, и твёрдого горючего. В двигателе топливо находится в форме гранул и подаётся в камеру сгорания с ожижающим газом, поэтому оно текучее, и можно регулировать его расход. Но когда двигатель не работает, топливо остаётся твёрдым.
Пока недостаточно изучен процесс подачи топлива в камеру сгорания и возникающий при этом режим критического истечения. Он отслеживает отношение давлений на входе и выходе сужающегося канала, через который поступает жидкость. Критическое истечение порошково-газовой смеси безопасно для топлива: возмущения в камере сгорания не передаются в бак.
Для расчётов и прогноза работы двигателя необходимо изучить механику движения порошково-газовой смеси.
На сегодняшний день она описывается только теоретически через систему уравнений, что не позволяет изучить физический процесс критического истечения гранулированного топлива. Некоторые коэффициенты невозможно определить аналитически, а трение фаз гранул о стенки канала не учитывается.
Учёные Пермского Политеха разработали экспериментальную установку, которая имитирует подачу гранулированного и других видов порошкообразного топлива в камеру сгорания реактивных двигателей. Это позволяет изучить процесс подачи топлива и определить оптимальные параметры расхода.
Новая установка и её элементы запорно-регулирующей арматуры обеспечивают герметичность, имеют системы дренажа давления. Кроме того, в ней легко и безопасно можно заменить вышедшие из строя детали.
Также установка снабжена аппаратным комплексом для контроля состояния элементов на протяжении всех исследований. Это позволяет управлять ее состоянием, измерять, передавать, обрабатывать и хранить рассчитанные параметры экспериментов для анализа результатов исследований.
Она состоит из баллона с азотом высокого давления, коллектора, топливного бака с поршнем, порошком и устройством регулирования расхода, приёмной ёмкости, запорно-регулирующей арматуры.
Для контроля эксперимента используются датчики давления, расходомер газовый и датчик измерения перемещения поршня. Сигнал от них поступает на контроллер, где преобразуется в значения физических величин и передаётся на ноутбук.
Эта конструкция поможет проводить эксперименты для анализа критического истечения порошковых материалов. С её помощью можно определить зависимость основных данных и параметров двигателя от расхода топлива, а также исследовать влияние геометрии форсунок на удельные расходы газа и гранул и на критическое отношение давлений, — рассказал профессор кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», доктор технических наук Владимир Малинин.
Источник: innovanews.ru
Учёные из Пермского Политеха создали экспериментальную установку для исследования системы подачи гранул в камеру сгорания ракетных и прямоточных двигателей. Это позволит определить оптимальные характеристики истечения топлива и параметры устройства регулирования его расхода.
Его особенность в том, что оно обладает свойствами и жидкого, и твёрдого горючего. В двигателе топливо находится в форме гранул и подаётся в камеру сгорания с ожижающим газом, поэтому оно текучее, и можно регулировать его расход. Но когда двигатель не работает, топливо остаётся твёрдым.
Пока недостаточно изучен процесс подачи топлива в камеру сгорания и возникающий при этом режим критического истечения. Он отслеживает отношение давлений на входе и выходе сужающегося канала, через который поступает жидкость. Критическое истечение порошково-газовой смеси безопасно для топлива: возмущения в камере сгорания не передаются в бак.
Для расчётов и прогноза работы двигателя необходимо изучить механику движения порошково-газовой смеси.
На сегодняшний день она описывается только теоретически через систему уравнений, что не позволяет изучить физический процесс критического истечения гранулированного топлива. Некоторые коэффициенты невозможно определить аналитически, а трение фаз гранул о стенки канала не учитывается.
Учёные Пермского Политеха разработали экспериментальную установку, которая имитирует подачу гранулированного и других видов порошкообразного топлива в камеру сгорания реактивных двигателей. Это позволяет изучить процесс подачи топлива и определить оптимальные параметры расхода.
Новая установка и её элементы запорно-регулирующей арматуры обеспечивают герметичность, имеют системы дренажа давления. Кроме того, в ней легко и безопасно можно заменить вышедшие из строя детали.
Также установка снабжена аппаратным комплексом для контроля состояния элементов на протяжении всех исследований. Это позволяет управлять ее состоянием, измерять, передавать, обрабатывать и хранить рассчитанные параметры экспериментов для анализа результатов исследований.
Она состоит из баллона с азотом высокого давления, коллектора, топливного бака с поршнем, порошком и устройством регулирования расхода, приёмной ёмкости, запорно-регулирующей арматуры.
Для контроля эксперимента используются датчики давления, расходомер газовый и датчик измерения перемещения поршня. Сигнал от них поступает на контроллер, где преобразуется в значения физических величин и передаётся на ноутбук.
Эта конструкция поможет проводить эксперименты для анализа критического истечения порошковых материалов. С её помощью можно определить зависимость основных данных и параметров двигателя от расхода топлива, а также исследовать влияние геометрии форсунок на удельные расходы газа и гранул и на критическое отношение давлений, — рассказал профессор кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы», доктор технических наук Владимир Малинин.
Источник: innovanews.ru
распечатать статьюПоделиться:
ПОКАЗАТЬ ЕЩЕ
