Catalytic Combustion in Low Temperature Supersonic Mixing Layer on Scramjet Engine Model

超燃冲压发动机模型低温超音速混合层催化燃烧

基本信息

  • 批准号:
    09651006
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 1998
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

It is important for scramjet engine study to understand the mixing process in supersonic mixing layer. So far, many experimental and numerical studies have been conducted to clarify the mixing process in supersonic mixing layer. Most of experimental studies have focused in the velocity distributions concerned with mixing layer, and also evaluated the flow visualization results. Meanwhile, with CPD developing, numerical results have been able to give the spatial data of equivalence ratio of H_2 (distribution of H_2 concentration). There is less data of distribution of equivalence ratio in mixing layer as reason for the difficulty of measuring it. This study proposes a new evaluation technique for the mixing condition of H_2 in hydrogen-air supersonic flow. We have reported the new technique for the evaluation of turbulent supersonic mixing layer using catalytic reaction on constant high temperature Pt wire. This technique has been developed and is applied to measure H_2 concentration in … More supersonic mixing flow produced by inclined hydrogen injection into a Supersonic flow.Hydrogen was injected normally to a Mach 1.8 cold air stream with a backward-facing step to investigate mixing flow field in a scramjet combustor. Catalytic reaction on constant temperature Pt wire was used to measure the mixing condition of H_2 and O_2. It was new technique to investigate H_2 mixing condition. The amount of heat release due to the catalytic reaction, which corresponds to the concentration of H_2 and/or O_2 on the surface of the catalyst, was measured spatially so that the local mixing condition of H_2 and O_2 was cleared. The results showed that there were two core regions. which would have good mixing condition for supersonic combustion, in the mixing layer. The development of core regions along flow direction was also clarified It was also clarified that the new teclmique proposed in the present study was very useful and easy to evaluate the hydrogen concentration in supersonic mixing flow field. Less
对于Scramjet发动机研究,了解超音速混合层中的混合过程很重要。到目前为止,已经进行了许多实验和数值研究,以阐明超音速混合层中的混合过程。大多数实验研究都集中在与混合层有关的速度分布中,还评估了流动可视化结果。同时,随着CPD的发展,数值结果能够给出H_2(H_2浓度的分布)的等效比率的空间数据。混合层中等效比的分布的数据较少,因为难以测量它。这项研究提出了一种新的评估技术,用于氢气超音速流中H_2的混合条件。我们报道了使用恒定高温PT线上催化反应评估湍流超音速混合层的新技术。该技术已经开发并应用于测量H_2浓度…通过倾斜的氢注射到超音速流中产生的更多超音速混合流。将氢气注入正常的1.8马赫冷空气流,并具有向后的步骤,以研究Scramjet复合材料中的混合流场。使用恒定温度PT线上的催化反应测量H_2和O_2的混合条件。研究H_2混合条件是新技术。在空间上测量了由于催化剂表面上H_2和/或O_2浓度的催化反应引起的热量释放量,以便清除H_2和O_2的局部混合条件。结果表明有两个核心区域。在混合层中,它将具有超音速混合物的良好混合条件。还阐明了沿流动方向的核心区域的发展,还阐明了本研究中提出的新的teclmique非常有用且易于评估超音速混合流场中的氢浓度。较少的

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
永田晴紀: "触媒反応を利用した超音速流中水素濃度プロ-ブに関する研究" 第9回ラム/スクラムジェットシンポジウム. 239-244 (1999)
Haruki Nagata:“利用催化反应进行超音速流中氢浓度探针的研究”第 9 届 Ram/Scramjet 研讨会 239-244 (1999)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
ARAI, MORITA, NAGATA, SUGIYAMA: "H_2 Concentration Profile in Cold Supersonic Hydrogen-Air Mixing Layer(Evaluation using catalytic Reaction on Coustant Temperature Pt wire)" AIAA Paper 98-1623. 1-6 (1998)
ARAI、MORITA、NAGATA、SUGIYAMA:“冷超音速氢气-空气混合层中的 H_2 浓度分布(使用恒定温度 Pt 丝上的催化反应进行评估)”AIAA 论文 98-1623。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Arai, S.Morita, H.Fukuzoe and H.Nagata: "Mixing of H_2 Transverse Injection in Suprsonic Flow" Proceedings, 1998 Meeting of Japan society of Fluid Mechanics. 239-240 (1998)
T.Arai、S.Morita、H.Fukuzoe 和 H.Nagata:“超音速流中 H_2 横向注入的混合”会议记录,1998 年日本流体力学学会会议。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Arai, H.Nagata, A.Endo, H.Sugiyama, S.Morita and H.Hosokawa: "Evaluation of Supersonic Turbulent Mixing Using Catalytic Combustion of Constant Temperature Pt Wire" JSME International Journal.Series B. Vol.42.No.1. 65-70 (1999)
T.Arai、H.Nagata、A.Endo、H.Sugiyama、S.Morita 和 H.Hosokawa:“利用恒温铂丝催化燃烧评估超音速湍流混合”JSME 国际期刊 B 系列第 42 卷。
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  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Arai, H.Fukuzoe, H.Nagata and J.Miura: "Supersonic Mixing of H_2 Transverse Injection into Supersonic Flow Past Backward Facing Step with Non-swept Ramp" Proceedings of The 76th JSME Fall Annual Meeting. Vol.4, No.98-3. 27-28 (1998)
T.Arai、H.Fukuzoe、H.Nagata 和 J.Miura:“H_2 横向喷射的超音速混合进入带有非扫掠坡道的后向台阶的超音速流”第 76 届 JSME 秋季年会论文集。
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    $ 2.5万
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