パルス・デトネーション・エンジン内不均一濃度場におけるデトネーション伝播挙動

脉冲爆震发动机非均匀浓度场中的爆震传播行为

• 批准号: 14750721
• 负责人: 石井 一洋
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750721/
• 关键词: デトネーション; デフラグレーション; パルス・デトネーション・エンジン; DDT; 衝撃波; 濃度勾配

デトネーション伝播方向と垂直に濃度勾配を有する拡散濃度場において,デトネーション生成および伝播について実験的に調べた。デトネーション管上部に導入した混合気に対して,下方より希釈気体を拡散させることにより,濃度勾配を有する混合気を作成した。以下に得られた結果を記す。1.濃度勾配計測前年度に実施した濃度勾配計測では使用した干渉フィルタの大きさに制限があったため,本年度は観測窓径より大きい干渉フィルタを用いて再度計測を行った.さらに流動の影響を避けるために金属製メッシュを通して気体を拡散させた.その結果,水素一酸素量論混合気に酸素を拡散させた場合は,時間とともに酸素濃度は単調に増加し,約40秒以降はほぼ均一な濃度分布となった.一方,窒素を拡散させた場合は,60秒までの計測範囲で濃度分布は単調に変化はしているものの,定常状態には至らないことがわかった。2.デトネーション伝播挙動水素一酸素混合気ではセルサイズは当量比約0.7で最小となることから,酸素を拡散させた場合のすす膜上のセルサイズには特徴的なことはみられなかった.しかしながら窒素を拡散させた場合はセルの形状が平行四辺形に近くなり,混合気側から伝播する三重点の軌跡が水平線と成す角度は,希釈側からの角度と比較して大きく,とくに前者が局所混合気濃度に依存することがわかった.

在具有垂直于爆炸传播方向的浓度梯度的扩散浓度场中对爆炸的产生和传播进行了实验研究。通过将稀释气体从下方扩散到引入爆震管上部的混合物中，产生具有浓度梯度的混合物。所得结果描述如下。 1. 浓度梯度测量 由于去年进行的浓度梯度测量中使用的干涉滤光片的尺寸有限制，今年我们再次使用大于观察窗直径的干涉滤光片进行了测量。我们还研究了为了避免这种情况的影响，气体通过金属网扩散。结果是氢气。当氧气扩散到单氧化学计量混合物中时，氧气浓度随时间单调增加，约40秒后浓度分布变得几乎均匀。另一方面，当氮气扩散时，发现虽然浓度分布单调变化在长达数秒的测量范围内，它没有达到稳定状态。 2.爆炸传播行为在氢氧混合物中，当量比约为0.7时，泡孔尺寸达到最小，因此当氧气扩散时，在烟灰膜上的泡孔尺寸没有观察到特征特征。在扩散的情况下，胞元的形状变得接近于平行四边形，并且从空气燃料混合物侧传播的三相点轨迹与水平线所成的角度大于从稀释侧传播的角度，特别是当前者是局部空气-燃料混合物时，发现它取决于浓度。

项目成果

M.Kojima, K.Ishii, T.Tsuboi: "Propagation Behavior of Detonation Waves in Hydrogen-Oxygen Mixtures with Concentration Gradient"19th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive Systems, Late Breaking and Work in Progress Poster Sess

M.Kojima、K.Ishii、T.Tsuboi：“Propagation Betonation Waves in Hydrogen-Oxygen Mixture with Concentration Gradient”19th International Colloquium on the Dynamics of Explosion and Reactive Systems, Late Breaking and Work in Progress Poster Sess

小島, 石井, 坪井: "濃度勾配を有する混合気中におけるデトネーション伝播挙動"平成15年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 527-528 (2003)

Kojima、Ishii、Tsuboi：“具有浓度梯度的混合物中的爆炸传播行为”2003 年冲击波研讨会论文集 527-528 (2003)。

西江, 石井, 坪井: "濃度勾配を有する水素-酸素混合気中におけるデトネーション伝播"平成14年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 401-404 (2003)

Nishie、Ishii、Tsuboi：“具有浓度梯度的氢氧混合物中的爆炸传播”2002 年冲击波研讨会论文集 401-404 (2003)。

K.Ishii, T.Tanaka, K.Ami: "Development of A New Detonator Using Multiple Tubes for Pulse Detonation Engines"AIAA2002-5168. (2002)

K.Ishii、T.Tanaka、K.Ami：“使用多管脉冲爆震发动机开发新型雷管”AIAA2002-5168。

石井, 西江: "濃度勾配を有する水素-酸素混合気中におけるデトネーション生成"第34回流体力学講演会講演集. 101-104 (2002)

Ishii, Nishie：“具有浓度梯度的氢氧混合物中的爆炸产生”第 34 届流体力学会议记录 101-104 (2002)。