Efecto de la relación sólido-gas en la mezcla de combustible en polvo en una cámara de combustión supersónica basada en cavidades con choque inducido: un estudio numérico
Autores: Liang, Zuodong; Jiang, Ming; Hu, Shaoqing; Ma, Kai; Xu, Guiyang; Wang, Wenjie; Miao, Yuezu; Li, Hongyan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Efecto de la relación sólido-gas en la mezcla de combustible en polvo en una cámara de combustión supersónica basada en cavidades con choque inducido: un estudio numérico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Desarrollo
Ramjets a combustible en polvo
Mezcla de flujo
Combustión
Flujos de aire supersónicos
Eficiencia de mezcla
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
El desarrollo de ramjets alimentados por polvo se enfrenta a los mecanismos de mezcla de flujo para la combustión de combustible en polvo en flujos de aire supersónicos. Este artículo describe una serie de simulaciones numéricas sobre el proceso de inyección de combustible en polvo de boro en una cámara de combustión supersónica basada en cavidades con choque inducido. Bajo diferentes relaciones sólido-gas que varían de 20 a 0.1, este estudio exploró la evolución de los campos de flujo supersónico con fuerte cizallamiento y discontinuidades. También se discuten los procesos de flujo y las características de mezcla del combustible en polvo dentro de ellos. El estudio encontró que la mejora de la mezcla del combustible en polvo está relacionada principalmente con las regiones de rotación de estructuras de vórtice a gran escala. Se pueden obtener estructuras de vórtice con la intensidad y el área requeridas ajustando la relación sólido-gas adecuada. Además, métodos de inducción razonables pueden mejorar la interacción entre partículas y estructuras de vórtice, logrando así una mejora en la mezcla. La interacción entre los combustibles en polvo y las regiones periféricas en rotación de estos vórtices mejora significativamente la eficiencia de mezcla, con la mayor eficiencia de mezcla promedio aumentada en un 30%. Esta investigación sienta las bases para desarrollar estrategias de mejora de mezcla y apoya el avance de ramjets alimentados por polvo eficientes y estables.
Descripción
El desarrollo de ramjets alimentados por polvo se enfrenta a los mecanismos de mezcla de flujo para la combustión de combustible en polvo en flujos de aire supersónicos. Este artículo describe una serie de simulaciones numéricas sobre el proceso de inyección de combustible en polvo de boro en una cámara de combustión supersónica basada en cavidades con choque inducido. Bajo diferentes relaciones sólido-gas que varían de 20 a 0.1, este estudio exploró la evolución de los campos de flujo supersónico con fuerte cizallamiento y discontinuidades. También se discuten los procesos de flujo y las características de mezcla del combustible en polvo dentro de ellos. El estudio encontró que la mejora de la mezcla del combustible en polvo está relacionada principalmente con las regiones de rotación de estructuras de vórtice a gran escala. Se pueden obtener estructuras de vórtice con la intensidad y el área requeridas ajustando la relación sólido-gas adecuada. Además, métodos de inducción razonables pueden mejorar la interacción entre partículas y estructuras de vórtice, logrando así una mejora en la mezcla. La interacción entre los combustibles en polvo y las regiones periféricas en rotación de estos vórtices mejora significativamente la eficiencia de mezcla, con la mayor eficiencia de mezcla promedio aumentada en un 30%. Esta investigación sienta las bases para desarrollar estrategias de mejora de mezcla y apoya el avance de ramjets alimentados por polvo eficientes y estables.