Efectos de la adición de ozono en los modos de múltiples ondas de detonaciones rotativas de hidrógeno-aire
Autores: Wang, Yang; Tian, Cheng; Yang, Pengfei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efectos de la adición de ozono en los modos de múltiples ondas de detonaciones rotativas de hidrógeno-aire
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Adición de ozono
Características de combustión
Ondas de detonación
Proceso de ignición
Temperatura total
Rendimiento de propulsión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
La adición de ozono presenta un enfoque prometedor para optimizar y regular tanto los mecanismos de combustión como de ignición. En los Motores de Detonación Rotativa (RDE), investigar el impacto de la adición de ozono es particularmente importante debido a sus condiciones de operación únicas y su potencial para mejorar la eficiencia. Este estudio explora la influencia de la concentración de ozono, la temperatura total y la relación equivalente en las características de combustión de una mezcla de hidrógeno-aire infundida con ozono. Utilizando la mezcla como propulsor, se replica la cámara de combustión de un motor de detonación rotativa continua a través de una serie de puertos de inyección, con simulaciones numéricas realizadas para analizar el modo de combustión de la onda de detonación. Nuestros resultados muestran que un aumento en la temperatura total conduce a un aumento en el número de ondas de detonación. Incorporar una cantidad menor de ozono puede facilitar el proceso de ignición para la onda de detonación. Aumentar el contenido de ozono puede resultar en la conversión de un modo de onda única a un modo de onda dual o múltiple, proporcionando una interfaz de combustión más estable. Una baja concentración de ozono actúa como un agente de ignición auxiliar y puede acortar significativamente el tiempo de inducción. A medida que aumenta la temperatura total, la velocidad de propagación de la detonación y la tasa máxima de liberación de calor disminuyen simultáneamente, lo que lleva a una disminución de la presión total de salida y a un aumento en el impulso específico. El uso de ozono ejerce un impacto mínimo en la propagación de la detonación y en el rendimiento general de propulsión. El requisito para la iniciación asistida por ozono difiere notablemente entre la combustión rica y la pobre.
Descripción
La adición de ozono presenta un enfoque prometedor para optimizar y regular tanto los mecanismos de combustión como de ignición. En los Motores de Detonación Rotativa (RDE), investigar el impacto de la adición de ozono es particularmente importante debido a sus condiciones de operación únicas y su potencial para mejorar la eficiencia. Este estudio explora la influencia de la concentración de ozono, la temperatura total y la relación equivalente en las características de combustión de una mezcla de hidrógeno-aire infundida con ozono. Utilizando la mezcla como propulsor, se replica la cámara de combustión de un motor de detonación rotativa continua a través de una serie de puertos de inyección, con simulaciones numéricas realizadas para analizar el modo de combustión de la onda de detonación. Nuestros resultados muestran que un aumento en la temperatura total conduce a un aumento en el número de ondas de detonación. Incorporar una cantidad menor de ozono puede facilitar el proceso de ignición para la onda de detonación. Aumentar el contenido de ozono puede resultar en la conversión de un modo de onda única a un modo de onda dual o múltiple, proporcionando una interfaz de combustión más estable. Una baja concentración de ozono actúa como un agente de ignición auxiliar y puede acortar significativamente el tiempo de inducción. A medida que aumenta la temperatura total, la velocidad de propagación de la detonación y la tasa máxima de liberación de calor disminuyen simultáneamente, lo que lleva a una disminución de la presión total de salida y a un aumento en el impulso específico. El uso de ozono ejerce un impacto mínimo en la propagación de la detonación y en el rendimiento general de propulsión. El requisito para la iniciación asistida por ozono difiere notablemente entre la combustión rica y la pobre.