Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЕ СЦЕНАРИЕВ ДИФФУЗИОННОГО ГОРЕНИЯ МИКРОСТРУЙ ВОДОРОДА ПРИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ'

ИССЛЕДОВАНИЕ СЦЕНАРИЕВ ДИФФУЗИОННОГО ГОРЕНИЯ МИКРОСТРУЙ ВОДОРОДА ПРИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
35
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МИКРОСТРУЯ / МИКРОСОПЛО / ДИФФУЗИОННОЕ ГОРЕНИЕ ВОДОРОДА / ДВУЗОННАЯ СТРУКТУРА ПЛАМЕНИ / ЛАМИНАРНАЯ ЗОНА ПЛАМЕНИ СФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ / ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МИКРОСТРУЙ / ЛАМИНАРНАЯ ЗОНА ПЛАМЕНИ / ТУРБУЛЕНТНАЯ ЗОНА ПЛАМЕНИ / ТЕНЕВОЙ МЕТОД / СЦЕНАРИИ ДИФФУЗИОННОГО ГОРЕНИЯ

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Тамбовцев А.С., Козлов В.В., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Шмаков А.Г.

Представлены результаты экспериментальных исследований взаимодействия микроструй водорода в процессе диффузионного горения. Характерной особенностью микроструйного горения водорода является формирование при определенной скорости истечения микроструи двузонной структуры пламени с ламинарной зоной сферической формы вблизи среза сопла, турбулентной далее по потоку. Сценарии диффузионного горения для одиночных микроструй диаметрами 200-500 мкм схожи: 1) горение ламинарного факела (Re < 1500); 2) возникновение области ламинарного горения сферической формы с наличием в ней ламинарной микроструи и турбулизацией пламени далее по потоку (Re = 1500-3000); 3) прекращение горения турбулентного участка при сохранении горения в ламинарном участке (Re = 3900); 4) прекращение горения микроструи (Re = 4500). В текущей работе эксперименты проводились с парами цилиндрических тонкостенных микросопел с внутренними диаметрами 200 и 400 мкм, а визуализация производилась с помощью теневого метода на базе установки ИАБ-451. Воспламенение микроструи производилось как вблизи срезов микросопел, так и на расстоянии от них для реализации горения с факелом, приподнятым над срезом сопла. В результате было показано, как взаимодействуют двузонные ламинарные пламена, также было показано, как смещение оси одной микроструи относительно другой изменяет результирующий факел.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Тамбовцев А.С., Козлов В.В., Литвиненко М.В., Литвиненко Ю.А., Шмаков А.Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INVESTIGATION OF SCENARIOS OF DIFFUSIVE COMBUSTION OF HYDROGEN MICROJETS DURING THEIR INTERACTION

The article presents the results of experimental studies of the interaction of hydrogen microjets in the process of diffusion combustion. A characteristic feature of microjet combustion of hydrogen is the formation of a two-zone flame structure with a laminar zone of a spherical shape near the nozzle exit and a turbulent one further downstream at a certain speed of the microjet outflow. Diffusion combustion scenarios for single microjets with diameters of 200-500 µm are similar: 1) laminar flame combustion (Re < 1500); 2) the emergence of a spherical laminar combustion region with the presence of a laminar microjet in it and flame turbulence further downstream (Re = 1500-3000); 3) cessation of combustion of the turbulent section while maintaining combustion in the laminar one (Re = 3900); 5) termination of microjet combustion (Re = 4500). In the current work, experiments were carried out with pairs of cylindrical thin-walled micronozzles with inner diameters of 200 and 400 µm, and visualization was performed using the shadow method based on the IAB-451 setup. The microjet was ignited, both near the micronozzle sections and at a distance from them, to implement combustion with a torch elevated above the nozzle section. As a result, it was shown how laminar and two-zone flames interact, it was also shown how the displacement of the axis of one microjet relative to another changes the resulting flame.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ СЦЕНАРИЕВ ДИФФУЗИОННОГО ГОРЕНИЯ МИКРОСТРУЙ ВОДОРОДА ПРИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ»

УДК 532.525.5

DOI: 10.15593/2224-9982/2022.71.21

А.С. Тамбовцев1, В.В. Козлов12, М.В. Литвиненко12, Ю.А. Литвиненко1, А.Г. Шмаков3

1Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия

2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия

3Институт химической кинетики и горения имени В.В. Воеводского Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ СЦЕНАРИЕВ ДИФФУЗИОННОГО ГОРЕНИЯ МИКРОСТРУЙ ВОДОРОДА ПРИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ

Представлены результаты экспериментальных исследований взаимодействия микроструй водорода в процессе диффузионного горения. Характерной особенностью микроструйного горения водорода является формирование при определенной скорости истечения микроструи двузонной структуры пламени с ламинарной зоной сферической формы вблизи среза сопла, турбулентной далее по потоку. Сценарии диффузионного горения для одиночных микроструй диаметрами 200-500 мкм схожи: 1) горение ламинарного факела (Re < 1500); 2) возникновение области ламинарного горения сферической формы с наличием в ней ламинарной микроструи и турбулизацией пламени далее по потоку (Re = 15003000); 3) прекращение горения турбулентного участка при сохранении горения в ламинарном участке (Re = 3900); 4) прекращение горения микроструи (Re = 4500). В текущей работе эксперименты проводились с парами цилиндрических тонкостенных микросопел с внутренними диаметрами 200 и 400 мкм, а визуализация производилась с помощью теневого метода на базе установки ИАБ-451. Воспламенение микроструи производилось как вблизи срезов микросопел, так и на расстоянии от них для реализации горения с факелом, приподнятым над срезом сопла. В результате было показано, как взаимодействуют двузонные ламинарные пламена, также было показано, как смещение оси одной микроструи относительно другой изменяет результирующий факел.

Ключевые слова: микроструя, микросопло, диффузионное горение водорода, двузонная структура пламени, ламинарная зона пламени сферической формы, взаимодействие микроструй, ламинарная зона пламени, турбулентная зона пламени, теневой метод, сценарии диффузионного горения.

A.S. Tambovtsev1, V.V. Kozlov12, M.V. Litvinenko12, Yu.A. Litvinenko1, A.G. Shmakov3

1Khristianovich Institute of Theoretic and Applied Mechanics SB RAS, Novosibirsk, Russian Federation

2Novosibirsk State University, Novosibirsk, Russian Federation

3Voevodsky Institute of Chemical Kinetics and Combustion SB RAS, Novosibirsk, Russian Federation

INVESTIGATION OF SCENARIOS OF DIFFUSIVE COMBUSTION OF HYDROGEN MICROJETS DURING THEIR INTERACTION

The article presents the results of experimental studies of the interaction of hydrogen microjets in the process of diffusion combustion. A characteristic feature of microjet combustion of hydrogen is the formation of a two-zone flame structure with a laminar zone of a spherical shape near the nozzle exit and a turbulent one further downstream at a certain speed of the microjet outflow. Diffusion combustion scenarios for single microjets with diameters of 200-500 |jm are similar: 1) laminar flame combustion (Re < 1500); 2) the emergence of a spherical laminar combustion region with the presence of a laminar microjet in it and flame turbulence further downstream (Re = 1500-3000); 3) cessation of combustion of the turbulent section while maintaining combustion in the laminar one (Re = 3900); 5) termination of microjet combustion (Re = 4500). In the current work, experiments

were carried out with pairs of cylindrical thin-walled micronozzles with inner diameters of 200 and 400 |jm, and visualization was performed using the shadow method based on the IAB-451 setup. The microjet was ignited, both near the micronozzle sections and at a distance from them, to implement combustion with a torch elevated above the nozzle section. As a result, it was shown how laminar and two-zone flames interact, it was also shown how the displacement of the axis of one microjet relative to another changes the resulting flame.

Keywords: microjet, micronozzle, diffusion combustion of hydrogen, two-zone flame structure, spherical laminar flame zone, interaction of microjets, laminar flame zone, turbulent flame zone, shadow method, diffusion combustion scenarios.

Ламинарно-турбулентный переход в дозвуковых струях изучен достаточно подробно как теоретически, так и экспериментально [1-6]. Профиль распределения скорости на срезе классических сопел конфузорного типа при больших числах Рейнольдса (Re > 104) имеет П-образную форму. Ламинарно-турбулентный переход в этом случае происходит в пределах начального участка струи в слое смешения. В таком случае основная неустойчивость, приводящая к разрушению струи, - неустойчивость Кельвина - Гельмгольца. Присоединение к классическому соплу удлиненного цилиндрического канала приводит к формированию параболического профиля скорости на срезе сопла, формированию ламинарного участка струи большей протяженности (при той же скорости истечения) и смещению переходного участка далее по потоку [5]. Микроструйные течения обладают своими характерными особенностями, однако они исследованы менее подробно, ввиду объективных сложностей, связанных с экспериментальными исследованиями, а также с трудностью изготовления микросопел с заданными параметрами. В [7] отмечалась, что протяженность ламинарного участка микроструй, истекающих из сопел 10-60 мкм, в несколько раз превышает протяженность ламинарного участка макроструй. В работе [8] исследован сценарий турбулизации для струй, истекающих из сопел с диаметрами 200-600 мкм, с коротким и длинным каналом. Обе микроструи имели протяженный ламинарный участок, однако нужно отметить, что в случае длинного канала, формирующего параболический профиль скорости, он был больше, и при этом неустойчивости Кельвина - Гельмгольца обнаружено не было.

Водород как энергоэффективный и экологический чистый источник энергии вызывает интерес для проведения теоретических и экспериментальных исследований, в этой связи возникает интерес и к изучению задач, связанных с горением водорода. На сегодняшний день хорошо изучены сценарии диффузионного горения микроструй водорода, истекающих из цилиндрического микросопла в затопленное пространство [9-19]. Можно выделить следующие схожие сценарии горения для микроструй, истекающих из сопел с диаметрами 250-500 мкм, в зависимости от скорости истечения микростуй: 1) горение чисто ламинарной микроструи с наличием ламинарного пламени большой дальнобойности (Re < 1500); 2) возникновение области ламинарного горения сферической формы с наличием в ней ламинарной микроструи и турбулизацией пламени далее по потоку (Re = 1500-3000); 3) прекращение горения турбулентного участка при сохранении горения в ламинарном участке (Re = 3900), причем горение в ламинарном участке сохраняется вплоть до трансзвуковых скоростей истечения газа, однако при наличии «запирания микросопла»; 4) прекращение горения микроструи (Re = 4500). Запирание сопла происходило при достижении скорости истечения микроструи водорода, близкой к скорости звука в воздухе. Стабилизация горения микроструи обеспечивается наличием горения в ламинарном сферическом участке, охватывающем срез сопла. Однако вышеописанные сценарии справедливы для случая, когда поджигание микроструи производится вблизи среза сопла, в таком случае увеличение расхода газа или скорости истечения не приводит к реализации режима горения с приподнятым над срезом сопла факелом. Если поджигание производится вдали от среза сопла, то развитие сценариев происходит иначе [14]. Диапазон скоростей, в которых поддерживается горение с приподнятым над срезом сопла факелом, существенно уже (Re = 2100-2300).

Цель данной работы состоит в изучении сценариев диффузионного горения микроструй водорода при их взаимодействии.

Экспериментальная установка

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 1. Сжатый водород из баллона 1 подается на клапан расходомера (MKS Instruments) 2, который регулируется контроллером 3. Далее трасса с водородом раздваивается, каждая выходит на свое сопло 4, представляющее собой вытянутую цилиндрическую тонкостенную трубку. Скорость истечения из пары микросопел Ui = U2 = U. В экспериментах использовались пары сопел с внутренними диаметрами 200 и 400 мкм. Сопла располагались симметрично, относительно вектора g, угол между ними регулировался. Скорость истечения микроструи определялась по формуле U = Q / S, где Q - объемный расход газа, S - площадь поперечного сечения сопла. Воспламенение микроструй производилось как вблизи среза мкросопел, так и на расстоянии от них для реализации режима горения с факелом, приподнятым над срезом сопла. Визуализация горения производилась с помощью теневого метода с использованием установки ИАБ-451 5. Снимки теневых картин получены с помощью цифровой камеры 6.

Рис. 1. Экспериментальная установка: 1 - баллон со сжатым водородом, 2 - клапан расходомера, 3 - контроллер расходомера, 4 - теневой прибор ИАБ - 451, 5 - микросопла, расположенные под углом, 6 - фотоаппарат

Результаты экспериментов

На рис. 2 показано взаимодействие ламинарных факелов. В эксперименте использовались сопла с внутренним диаметром 400 мкм.

а б в

Рис. 2. Взаимодействие двух ламинарных факелов при истечении микроструй из сопел с й1 = = 400 мкм, и = 318 м/с

При сближении микросопел примерно на расстояние четырех диаметров микросопла два ламинарных факела сливаются в один при этом результирующий факел также остаётся ламинарным и немного расширяется. На рис. 3 показан результат взаимодействия двух изначально ламинарных факелов. Если при небольшой скорости истечения взаимодействие приводило к формированию ламинарного результирующего факела, то в данной ситуации результирующий факел приобрел двузонную структуру.

а б

Рис. 3. Невзаимодействующие (а) и взаимодействующие пламена (б), U = 477 м/c (Re = 1865)

На рис. 4 показано, как расстояние между соплами влияет на структуру результирующего факела. Скорость истечения из микроструй зафиксирована и остается постоянной (U = 761 м/с), сопла расположены под небольшим углом ~ 12о (см. рис. 4, а-в). Сопла постепенно сближаются, при этом микроструи, истекающие из сопел, пересекаются. При сближении микросопел на расстояние примерно половны диаметра происходит интенсификация процесса горения, ламинарный участок пламени по протяженности уменьшается в 5 раз от первоначального размера.

а б в

Рис. 4. Взаимодействие пламен на различном расстояниии друг от друга, и = 761 м/с ^е = 3100); расстояние между соплами: а - максимальное, б - среднее, в - минимальное (0,5йТ)

На рис. 5 представлены теневые картины, на которых показано, как смещение оси одной микроструи относительно другой во взаимодействующем пламени влияет на турбулизацию результирующего факела. Здесь и для последующих экспериментов использовались микросопла с внутренним диаметрами 200 мкм. На рис. 5, а показана структура пламени одиночной микроструи, ориентированной под углом - она имеет ламинарную структуру. Скорость истечения микроструи небольшая, конвективные силы деформируют поэтому форму факела, и он

несимметричный относительно оси микроструи. На рис. 5, б оси микроструй пересекаются - это приводит к турбулизации результирующего факела. Однако при этом результирующий факел все же имеет двузонную структуру с небольшим ламинарным участком вблизи среза сопла.

I ШГ Г" |Г 4

г г ^

: ^

г

* '

/ я

а б в

Рис. 5. Теневые картины: а - свободный факел, скорость микроструи и = 457 м/с (Яе = 932) и взаимодействие присоединенных факелов: б - пересекающиеся микроструи; в - непересекающиеся

микроструи, истекающие при той же скорости

На рис. 5, в микросопла смещены на расстояние порядка одного диаметра микросопла таким образом, чтобы микроструи, выходящие из них, не пересекались, в результате наблюдается протяженный результирующий факел с небольшой «перетяжкой» вблизи среза сопла, выше области «перетяжки» пламя также ламинаризовалось. На рис. 6 показаны результаты экспериментов, в которых зафиксировано положение микросопел таким образом, чтобы микроструи не пересекались, и рассмотрены сценарии горения в зависимости от скорости истечения микростуй. Угол между микросоплами составляет 60о. При увеличении скорости истечения микроструй также увеличивается угол раскрытия результирующего факела до значения ~ 60о (см. рис. 6, в). Неустойчивость, возникающая в верхней части факела после остановки его расширения, спускается ближе к срезу сопел, при этом начинается активный процесс турбулизации (см. рис. 6, г, д).

г д

Рис. 6. Взаимодействие двух факелов при различной скорости истечения микроструй: а - и = 152 м/с (Яе = 311); б - и = 381 м/с (Яе = 777); в - и = 609 м/с (Яе = 1243); г - и = 1218 м/с (Яе = 2486);

д - и = 1675 м/с (Яе = 3419)

Результат взаимодействия факелов с двузонной структурой (справа), а изначальная структура пламени микроструи при той же скорости (слева), показаны на рис. 7. Угол между микросоплами 60о. В данном случае для одиночных факелов вектор скорости расположен обратно вектору g, а в случае взаимодействующих факелов под углом, однако скорости истечения микроструй достаточно велики, как было показано в работе [11], в таком случае протяженность ламинарного участка пламени практически не изменяется.

в

Рис. 7. Диффузионное горение одиночной микроструи (слева) и взаимодействие факелов микроструй (справа) при тех же скоростях истечения: а, б - и = 913м/с (Яе = 1865); в, г - и = 1188м/с (Яе = 2424); д, е - и = 1706 м/с (Яе = 3419)

В результате взаимодействия двузонных факелов пространственные размеры ламинарной зоны значительно уменьшаются в сравнении с одиночным двузонным факелом при той же скорости истечения микроструи.

Теневые картины процесса взаимодействия факелов, приподнятых над срезом сопла, показаны на рис. 8.

а б

Рис. 8. Взаимодействие факелов, приподнятых над срезом сопла:

а - пересекающиеся микроструи; б - непересекающиеся микроструи. и = 914 м/с ^е = 1865)

На рис. 8, а микроструи пересекаются, на рис. 8, б микроструи не пересекаются. Как и в случае с одиночной струей, режим горения с приподнятым над срезом сопла факелом существует гораздо в более узком диапазоне скоростей истечения микроструй и = 975-1250 м/с.

Обсуждение результатов

Изучение процесса взаимодействия двух микроструй водорода в процессе их диффузионного горения позволило выявить несколько принципиально новых особенностей. В зависимости от взаимного расположения микросопел микроструи могут либо пересекаться друг с другом, либо нет. В первом случае это приводит к турбулизации потока и как следствие, к турбулизации результирующего пламени, точка перехода спускается ближе к срезу сопла в сравнении с факелом одиночной микроструи при той же скорости истечения. Во втором случае взаимодействие непосредственно между микроструями не возникает, однако фронт пламени охватывает протяженную область между факелами каждой из микроструй и результирующий факел имеет широкий раствор и ламинарную структуру при небольшой скорости истечения. При увеличении скорости истечения турбулизация начинается в первую очередь на краях вытянутого фронта факела, а в середине верхней части возникает периодически следующая волновая структура, восприимчивая к акустическим возмущениям. В случае взаимодействия двух факелов, приподнятых над срезом сопла, в случае пересекающихся микроструй результирующий факел имеет небольшие ламинарные зоны горения вблизи среза сопла и равномерно турбулизуется вверх по потоку, а в случае, когда микроструи не пересекаются, наблюдается разрыв.

Выводы

Исследование сценариев взаимодействия двух одинаковых микроструй водорода в процессе их диффузионного горения позволило получить следующие результаты.

Показано, что при небольшой скорости истечения микроструй ламинарные слабо влияют друг на друга, результирующий факел также остается ламинарным.

Взаимное расположение микросопел способно влиять на процесс турбулизации результирующего пламени.

Начиная с определенной скорости истечения взаимодействие двух ламинарных факелов, пересекающихся под углом микроструй, приводит к интенсификации процесса турбулизации, результирующий факел приобретает двузонную структуру с перетяжной пламени.

Смещение осей микроструй в определенном диапазоне скоростей позволяет ламинаризо-вать результирующий факел на протяженном участке между струями, отодвинуть турбулентную зону дальше от среза сопел.

Библиографический список

1. Абрамович Г.Н. Турбулентное смешение газовых струй. - М.: Наука, 1974. - 272 с.

2. Ho C.M., Huerre P. Perturbed free shear layers // Ann. Rev. Fluid Mech. - 1984. Vol. 16. - P. 356-424.

3. Michalke A. Survey on jet instability theory // Prog. Aerosp. Sci. - 1984. - Vol. 21, No 3. - P.159-199.

4. Гиневский А.С., Власов Е.В., Каравосов Р.К. Акустическое управление турбулентными струями. - М.: Физматлит, 2001. - 240 с.

5. Влияние начальных условий на срезе сопла на структуру круглой струи / Г.В. Козлов, Г.Р. Грек,

A.М. Сорокин, Ю.А. Литвиненко // Теплофизика и аэромеханика. - 2008. - Т. 15, No 1. С. 59-73.

6. Ball C.G., Fellouah H., Pollard A. The flow field in turbulent round free jets// Prog. Aerosp. Sci. - 2012. -Vol. 50. - P. 1-26. DOI: 10.1016/j.paerosci.2011.10.002

7. Миронов. Газодинамическая структура и устойчивость газовых микроструй / В.Я. Рудяк,

B.М. Анискин, В.В. Кузнецов, А.А. Маслов, А.В. Минаков, С.Г. // Моделирование микро- и нанотечений. -Новосибирск, 2014. - С. 94 -114.

8. Дозвуковая круглая и плоская макро- и микроструи в поперечном акустическом поле / Ю.А. Литвиненко, Г.Р. Грек, В.В. Козлов, Г.В. Козлов. // ДАН. - 2011. - Т. 436, No 1. - С. 1-7.

9. Различные режимы диффузионного горения круглой струи водорода в воздухе / А.Г. Шмаков, Г.Р. Грек, В.В. Козлов, О.П. Коробейничев, Ю.А. Литвиненко // Вестник Новосибирск. гос. ун-та. Серия: Физика. - 2015. - Т. 10, № 2. - С. 27-41.

10. Структура присоединенного диффузионного пламени микроструи водорода, истекающей из щелевого сопла / Литвиненко Ю.А., Грек Г.Р., Козлов В.В., Коробейничев О.П., Шмаков А.Г. // Вестник Новосибирск. гос. ун-та Физика. - 2015. - Т. 10. № 2. - С. 52-66.

11. Особенности диффузионного горения микроструи водорода при различной пространственной ориентации отверстия выходного сопла / Г.Р. Грек, В.В. Козлов, О.П. Коробейничев, Ю.А. Литвиненко, А.Г. Шмаков // Вестник Новосиб. гос. ун-та. Серия: Физика. - 2015. - Т. 10, вып. 4. - С. 60-76

12. Горение истекающей в воздух высокоскоростной микроструи водорода / В.В. Козлов, Г.Р. Грек, О.П. Коробейничев, Ю.А. Литвиненко, А.Г. Шмаков. // ДАН. 2016. - Т. 470, No 2. - С. 166-171. DOI: 10.7868/S0869565216260091

13. Influence of initial and boundary conditions at the nozzle exit upon diffusion combustion of a hydrogen microjet / A.G. Shmakov, G.R. Grek, V.V. Kozlov, Yu.A. Litvinenko // Intern. J. Hydrogen Energy. - 2017. -Vol. 42, iss. 24. - P. 15913-15924.

14. Шмаков Экспериментальное исследование диффузионного горения круглой микроструи водорода при ее зажигании вдали от среза сопла / В.В. Козлов, Г.Р. Грек, Г.В. Козлов, Ю.А. Литвиненко, А.Г. // Сибирский физический журнал. - 2017. - Т. 12, № 3. - С. 62-73.

15. Micronozzle chocking under diffusion combustion of hydrogen / V.V. Kozlov, A.G. Shmakov, G.R. Grek, G.V. Kozlov, Y.A. Litvinenko // Doklady Physics. - 2018. - Vol. 63, No. 5. - P. 193-198. DOI: 10.1134/S1028335818050026

16. Экспериментальное исследование диффузионного горения высокоскоростной круглой микроструи водорода. Часть 1. Присоединенное пламя, дозвуковое течение / А.Г. Шмаков, Г.Р. Грек, В.В. Козлов, Г.В. Козлов, Ю.А. Литвиненко // Сибирский физический журнал. - 2017. - Т. 12, № 2. - С. 28-45.

17. Диффузионное горение круглой микроструи водорода при до- и сверхзвуковой скорости истечения из сопла / В.В. Козлов, Г.Р. Грек, Ю.А. Литвиненко, А.Г. Шмаков, В.В. Вихорев // Сибирский физический журнал. - 2018. - Т. 13, No 2. - С. 37-52.

18. Experimental study on diffusion combustion of high-speed hydrogen round microjets. / V.V. Kozlov, G.R. Grek, G.V. Kozlov, Yu.A. Litvinenko, A.G. Shmakov // International Journal of Hydrogen Energy, 2019, vol. 44, iss. 1, p. 457-468.

19. Diffusion combustion of a round hydrogen microjet at sub- and supersonic jet velocity / Y.A. Litvinenko, G.R Grek., V.V. Kozlov, M.V. Litvinenko, A.G. Shmakov // Doklady Physics. - 2020. -Vol. 65, No. 9. - P. 312-316. DOI: 10.1134/S1028335820090074

References

1. G. N. Abramovich. Turbulent Mixing of Gas Jets // Nauka, Moscow, 1974 (in Russ.)

2. Ho C.M., Huerre P. Perturbed free shear layers // Ann. Rev. Fluid Mech. 1984. V. 16. P. 356-424.

3. Michalke A. Survey on jet instability theory // Prog.Aerosp.Sci.1984.V.21.No3.P.159-199. https://doi.org/10.1016/0376-0421(84)90005-8

4. A. S. Ginevskii, E. V. Vlasov, and R. K. Karavosov. Acoustic Control of Turbulent Jets // Fizmatlit, Moscow, 2001 (in Russ.)

5. Kozlov G. V., Grek G. R., Sorokin A. M., Litvinenko Yu. A. Influence of initial conditions at the nozzle exit on the structure of a round jet // Thermophysics and Aeromechanics. 2008. vol. 15, No 1. S. 59-73. (in Russ.)

6. Ball C.G., Fellouah H., Pollard A. The flow field in turbulent round free jets// Prog. Aerosp. Sci. 2012. V. 50. P. 1-26. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2011.10.002

7. V. Ya. Rudyak, V. M. Aniskin, V. V. Kuznetsov, A. A. Maslov, A. V. Minakov, and S. G. Mironov. Gas-dynamic structure and stability of gas microjets // Modeling of micro- and nanoflows, Novosibirsk 2014, pp. 94-114. (in Russ.)

8. Litvinenko, Yu.A., Grek, G.R., Kozlov, V.V., and Kozlov, G.V., Subsonic round and flat macro- and microjets in a transverse acoustic field, Doklady Physics. 2011. vol. 436, No 1. S. 1-7. (in Russ)

9. Shmakov A. G., Grek G. R., Kozlov V. V., Korobeinichev O. P., Litvinenko Yu. A. Different Conditions of the Round Hydrogen Jets Diffusion Combustion in Air. Vestnik NSU. Series: Physics, 2015, vol. 10, No. 2, p. 27-41. (in Russ.)

10. Litvinenko Yu.A., Grek G.R., Kozlov V.V., Korobeinichev O.P., Shmakov A.G. The structure of the attached diffusion flame of a hydrogen microjet flowing from a slotted nozzle. Vestnik NSU. Series: Physics, 2015, vol. 10, No. 2. S. 52-66. (in Russ.)

11. Grek G. R., Kozlov V. V., Korobeinichev O. P., Litvinenko Yu., Shmakov A.G. Features of the Diffusion Combustion of Hydrogen Microjet at Various Spatial Orientation of the nozzle exit // Vestnik NSU. Series: Physics, 2015, vol. 10, No. 4. p. 61-76. (in Russ.)

12. Kozlov V. V., Grek G. R., Korobeinichev O. P., Litvinenko Yu. A., Shmakov A. G. Combustion of a high-velocity hydrogen microjet effluxing in air. Doklady Physics, 2016, vol. 61, iss. 9, p. 457-462.

13. Shmakov A.G., Grek G.R., Kozlov V.V., Litvinenko Yu.A. Influence of initial and boundary conditions at the nozzle exit upon diffusion combustion of a hydrogen microjet // Intern. J. Hydrogen Energy. 2017. vol. 42. Issue 24. P. 15913-15924.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

14. Kozlov V. V., Grek G. R., Kozlov G. V., Litvinenko Yu. A., Shmakov A. G. Experimental study of diffusion combustion of a round hydrogen microjet when it is ignited far from the nozzle exit // Siberian Journal of Physics. 2017. V. 12, No. 3. S. 62-73. (in Russian)

15. Kozlov V.V., Shmakov A.G., Grek G.R., Kozlov G.V., Litvinenko Y.A. Micronozzle chocking under diffusion combustion of hydrogen // Doklady Physics. 2018. Vol. 63 No. 5. P. 193-198. DOI: 10.1134/S1028335818050026

16. Shmakov A. G., Grek G. R., Kozlov V. V., Kozlov G. V., Litvinenko Yu. А. Experimental Study of the Diffusion Combustion of a High-Speed Round Hydrogen Microjet. Part 1. Attached Flame, Subsonic Flow. Siberian Journal of Physics, 2017, vol. 12, no. 2, p. 28-45. (in Russ.)

17. Kozlov V. V., Grek G. R., Litvinenko Yu. A., Shmakov A. G., Vikhorev V. V. Diffusion Combustion of Hydrogen Round Microjet at Sub- and Supersonic Velocity Efflux from Nozzle. Siberian Journal of Physics, 2018, vol. 13, no. 2, p. 37-52. (In Russ.)

18. Kozlov V. V., Grek G. R., Kozlov G. V., Litvinenko Yu. A., Shmakov A. G. Experimental study on diffusion combustion of high-speed hydrogen round microjets. International Journal of Hydrogen Energy, 2019, vol. 44, iss. 1, p. 457-468.

19. Litvinenko Y.A., Grek G.R., Kozlov V.V., Litvinenko M.V., Shmakov A.G. Diffusion combustion of a round hydrogen microjet at sub- and supersonic jet velocity // Doklady Physics. 2020. vol. 65 No. 9. P. 312-316. DOI: 10.1134/S1028335820090074

Об авторах

Тамбовцев Александр Сергеевич (Новосибирск, Россия) - младший научный сотрудник, Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича СО РАН (630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1, e-mail: alsetams@gmail.com).

Козлов Виктор Владимирович (Новосибирск, Россия) - доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Хри-стиановича СО РАН (630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1); профессор, Новосибирский государственный университет (630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, e-mail: kozlov@itam.nsc.ru).

Литвиненко Мария Викторовна (Новосибирск, Россия) - кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича СО РАН (630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1); ученый секретарь физическогофакультета, Новосибирский государственный университет (630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2, e-mail: litmar@itam.nsc.ru).

Литвиненко Юрий Алексеевич (Новосибирск, Россия) - доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт теоретической и прикладной механики имени С. А. Христиановича СО РАН (630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1, e-mail: litur@itam.nsc.ru).

Шмаков Андрей Геннадиевич (Новосибирск, Россия) - доктор химических наук, старший научный сотрудник, Институт химической кинетики и горения имени В.В. Воеводского СО РАН (630090, Новосибирск, ул. Институтская, 3, e-mail: shmakov@kinetics.nsc.ru).

About the authors

Alexander S. Tambovtsev (Novosibirsk, Russian Federation) - Junior Researcher, Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS (4/1, Institutskaya str., 630090, Novosibirsk, e-mail: alsetams@gmail. com).

Viktor V. Kozlov (Novosibirsk, Russian Federation) - Doctor of Physics and Mathematics Sciences, Professor, Principal Researcher, Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS (4/1, Institutskaya str., 630090, Novosibirsk); Professor, Novosibirsk State University (2, Pirogov str., 630090, Novosibirsk, e-mail: kozlov@itam.nsc.ru).

Maria V. Litvinenko (Novosibirsk, Russian Federation) - Doctor of Physics and Mathematics Sciences, Senior Researcher, Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS (4/1, Institutskaya str., 630090, Novosibirsk,); Scientific Secretary Faculty of Physics, Novosibirsk State University (2, Pirogov str., 630090, Novosibirsk, e-mail: litmar@itam.nsc.ru).

Yuriy A. Litvinenko (Novosibirsk, Russian Federation) - Doctor of Physics and Mathematics Sciences, Senior Researcher, Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS (4/1, Institutskaya str., 630090, Novosibirsk, e-mail: litur@itam.nsc.ru).

Andrey G. Shmakov (Novosibirsk, Russian Federation) - Doctor of Chemistry Sciences, Senior Researcher, Voevodsky Institute of Chemical Kinetics and Combustion SB RAS (3, Institutskaya str., 630090, Novosibirsk, e-mail: shmakov@kinetics.nsc.ru).

Финансирование. Статья поддержана грантом 22-19-00151 (https://rscf.ru/22-19-00151/).

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов. Все авторы сделали равный вклад в подготовку публикации.

Поступила: 06.10.2022

Одобрена: 30.11.2022

Принята к публикации: 05.12.2022

Просьба ссылаться на эту статью в русскоязычных источниках следующим образом: Тамбовцев, А.С. Исследование сценариев диффузионного горения микроструй водорода при их взаимодействии / А.С. Тамбовцев, В.В. Козлов, М.В. Литвиненко, Ю.А. Литвиненко, А.Г. Шмаков // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. - 2022. - № 71. - С. 191-200. DOI: 10.15593/2224-9982/2022.71.21

Please cite this article in English as: Tambovtsev A.S., Kozlov V.V., Litvinenko M.V., Litvinenko Yu.A., Shmakov A.G. Investigation of scenarios of diffusive combustion of hydrogen microjets during their interaction. PNRPUAerospace Engineering Bulletin, 2022, no. 71, pp. 191-200. DOI: 10.15593/2224-9982/2022.71.21

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.