RU2488040C1 - Device for local supply of energy to air flow streamlining around object (versions) - Google Patents

Device for local supply of energy to air flow streamlining around object (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2488040C1
RU2488040C1 RU2011153860/06A RU2011153860A RU2488040C1 RU 2488040 C1 RU2488040 C1 RU 2488040C1 RU 2011153860/06 A RU2011153860/06 A RU 2011153860/06A RU 2011153860 A RU2011153860 A RU 2011153860A RU 2488040 C1 RU2488040 C1 RU 2488040C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric discharge
hydrogen
containing gas
power supply
stream
Prior art date
Application number
RU2011153860/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Иванович Алферов
Алексей Степанович Бушмин
Леонард Макарович Дмитриев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority to RU2011153860/06A priority Critical patent/RU2488040C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2488040C1 publication Critical patent/RU2488040C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: device for local energy supply to an air flow streamlining around an object comprises a channel for a flow of a hydrogen-containing gas and an air flow, an electric discharge device, and also a system of power supply and monitoring of discharge parameters, the electric discharge device is installed so that only the hydrogen-containing gas is exposed to electric discharge, at the same time the system of power supply and discharge parameter monitoring is selected so that the glow discharge is implemented with the ratio of electric field intensity E to the gas pressure P equal to E P = ( 130 170 ) B m i x " T о р р " ,
Figure 00000010
and downstream the zone of electric discharge there is a device installed to mix the hydrogen-containing gas enriched with radicals H with the air flow.
EFFECT: invention makes it possible to increase efficiency of electric discharge exposure at fuel burning as it is mixed with an oxidant at low static mixture temperature, and also to accelerate burning reaction.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области аэродинамики и к энергетическим установкам различных объектов, например, транспортных средств, и может быть использовано для улучшения аэродинамического качества объектов путем подвода энергии к их внешней поверхности.The invention relates to the field of aerodynamics and to power plants of various objects, for example, vehicles, and can be used to improve the aerodynamic quality of objects by supplying energy to their outer surface.

Известно устройство подвода энергии к потоку воздуха за счет горения пропана, эжектируемого в поток из отверстий на модели, взятое за прототип [работа V.Skvortsov, Yu.Kuznetsov, V.Litvinov, et al. Investigation of aerodynamic Effects at the Electric Discharge Creation on the Models of Different Geometry. The second Workshop on Magneto - Plasma - Aerodynamics in Aerospace Applications. M., 5 April, 2000, p.102].A device for supplying energy to an air stream due to the combustion of propane ejected into the stream from the holes in the model, taken as a prototype [work V.Skvortsov, Yu.Kuznetsov, V.Litvinov, et al. Investigation of aerodynamic Effects at the Electric Discharge Creation on the Models of Different Geometry. The second Workshop on Magneto - Plasma - Aerodynamics in Aerospace Applications. M., April 5, 2000, p. 102].

Устройство содержит эжектор для создания потока воздуха и инжектор для впуска водородосодержащей смеси в этот поток, а также электроды, закрепленные в стенках рабочего канала для реализации электрического разряда, с помощью которого осуществляется поджиг водородосодержащей смеси.The device contains an ejector to create an air stream and an injector for admitting a hydrogen-containing mixture into this stream, as well as electrodes fixed in the walls of the working channel for the implementation of an electric discharge, by which the hydrogen-containing mixture is ignited.

Недостатками такого устройства является появление неоднородностей в поле потока рабочего газа, в том числе неоднородного заполнения потока продуктами горения, большие затраты энергии на пробой разрядного промежутка в быстропротекающем потоке; неполное сгорание топлива в зоне наблюдения из-за соизмеримости времени химических реакций при горении и времени макроперемещений объема газа.The disadvantages of this device are the appearance of inhomogeneities in the field of the working gas stream, including inhomogeneous filling of the stream with combustion products, high energy costs for the breakdown of the discharge gap in a fast flowing stream; incomplete combustion of fuel in the observation zone due to the commensurability of the time of chemical reactions during combustion and the time of macrodisplacement of the gas volume.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение эффективности воздействия электрического разряда на поджиг топлива при смешении его с окислителем (воздухом) при низкой статической температуре смеси, а также ускорение реакции сгорания.The objective and technical result of the invention is to increase the efficiency of the effect of an electric discharge on ignition of a fuel when it is mixed with an oxidizing agent (air) at a low static temperature of the mixture, as well as accelerating the combustion reaction.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в устройстве для локального подвода энергии к потоку воздуха, обтекающего объект, содержащем канал для потока водородосодержащего газа, приспособления для создания потока водородосодержащего газа и потока воздуха, электроразрядное устройство, систему электропитания и контроля параметров электроразряда электроразрядное устройство установлено так, что воздействию электроразряда подвергается только водородосодержащий газ, при этом система электропитания и контроля параметров электроразряда выбраны такими, чтобы был реализован тлеющий разряд с отношением напряженности электрического поля Е к давлению Р, равным:The solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that in the device for the local supply of energy to the air stream flowing around the object containing the channel for the stream of hydrogen-containing gas, devices for creating a stream of hydrogen-containing gas and air stream, an electric discharge device, an electric power supply system and control of electric discharge parameters, an electric discharge device It is established that only hydrogen-containing gas is exposed to electric discharge, while the power supply and parameter control system s electrodischarge chosen so that glow discharge was carried out with a ratio of the electric field E to the pressure P equal to:

E P = ( 130 170 ) B с м T о р р ,

Figure 00000001
E P = ( 130 - 170 ) B from m T about R R ,
Figure 00000001

а за зоной электроразряда установлено устройство для смешения водородосодержащего газа, обогащенного в электроразряде радикалами Н, с потоком воздуха.and behind the electric discharge zone, a device is installed for mixing a hydrogen-containing gas enriched in an electric discharge with H radicals and an air stream.

Решение задачи и технический результат также достигаются тем, что в устройстве содержащем канал для потока водородосодержащего газа, приспособления для создания потока водородосодержащего газа и потока воздуха, электроразрядное устройство, а также систему электропитания и контроля параметров электроразряда, при больших расходах водородосодержащего газа и воздуха, например, в ГПВРД, в канале подачи водородосодержащего газа установлена решетка сопл и/или пилоны, в которых установлены сопла, при этом каждое сопло является электроразрядным устройством с использованием в качестве электродов корпуса сопла и стержня, проходящего через критическое сечение, электропитание всех разрядов в соплах независимое, а система электропитания и контроля параметров каждого разряда обеспечивает соотношение:The solution of the problem and the technical result are also achieved by the fact that in a device containing a channel for a stream of hydrogen-containing gas, devices for creating a stream of hydrogen-containing gas and air flow, an electric discharge device, as well as a power supply system and control of electric discharge parameters, at high flow rates of hydrogen-containing gas and air, for example , in the scramjet, in the channel for supplying hydrogen-containing gas, a nozzle array and / or pylons in which nozzles are installed, each nozzle being an electric discharge the device using the nozzle body and the rod passing through the critical section as electrodes, the power supply of all discharges in the nozzles is independent, and the power supply and parameter control system for each discharge provides the ratio:

E P = ( 130 170 ) B с м T о р р .

Figure 00000002
E P = ( 130 - 170 ) B from m T about R R .
Figure 00000002

а за зоной электроразряда установлено устройство для смешения водородосодержащего газа, обогащенного в электроразряде радикалами Н, с потоком воздуха.and behind the electric discharge zone, a device is installed for mixing a hydrogen-containing gas enriched in an electric discharge with H radicals and an air stream.

Оптимальные значения Е/Р разряда для получения максимального значения концентрации радикалов Н известно из литературы, например, [Г.Месси и Е.Бархоп. Электронные и ионные столкновения. ИЛ., Москва, 1958 год, с.603].The optimal values of the E / P discharge to obtain the maximum concentration of H radicals are known from the literature, for example, [G. Messi and E. Barkhop. Electronic and ionic collisions. IL., Moscow, 1958, p. 603].

Схемы и график, поясняющие изобретение приведены на фигурах 1, 2, 3, 4, 5.Schemes and graphs illustrating the invention are shown in figures 1, 2, 3, 4, 5.

На фигуре 1 приведена схема устройства с единичным тлеющим разрядом и с использованием в качестве топлива газообразного водорода.The figure 1 shows a diagram of a device with a single glow discharge and using gaseous hydrogen as fuel.

На фигуре 2 приведены зависимости теплового потока Q, полученного при горении водорода, и прироста температуры газа ΔТ от давления.The figure 2 shows the dependence of the heat flux Q obtained by the combustion of hydrogen, and the increase in gas temperature ΔT on pressure.

На фигуре 3 приведена схема устройства для больших расходов водородосодержащих смесей, когда используется решетка сопл.Figure 3 shows a diagram of a device for high flow rates of hydrogen-containing mixtures when a nozzle array is used.

На фигуре 4 показан единичный элемент решетки сопл.Figure 4 shows a single element of the nozzle array.

На фиг.5 показано размещение сопл на топливных пилонах с сечением А, показывающем элемент сопла.Figure 5 shows the placement of the nozzles on the fuel pylons with a cross section A showing the element of the nozzle.

Устройство с единичным тлеющим разрядом, представленное на фигуре 1, содержит рабочую камеру 1 аэродинамической трубы, в которой размещены элементы устройства, используемого для ускорения горения водорода: электроразрядная трубка 6 с электродами 7, 9 и источник питания 10, сетка 8 для перемешивания топлива с воздухом, далее установлена камера смешения 11, которая состыкована с измерителем (калориметром) тепла 4, выделяющегося при горении. На выходе из измерителя тепла 4 установлен газовый эжектор, которым заканчивается канал выхлопа газа 5. Устройство оборудовано измерителями расхода газа 3, измерителями давления 2, через ВА показан вход атмосферного воздуха в рабочую часть,The device with a single glow discharge, shown in figure 1, contains a working chamber 1 of the wind tunnel, which contains the elements of the device used to accelerate the combustion of hydrogen: an electric discharge tube 6 with electrodes 7, 9 and a power source 10, grid 8 for mixing fuel with air , then a mixing chamber 11 is installed, which is docked with a meter (calorimeter) of heat 4 generated during combustion. At the outlet of the heat meter 4, a gas ejector is installed, which ends the gas exhaust channel 5. The device is equipped with gas flow meters 3, pressure meters 2, through VA the atmospheric air inlet to the working part is shown,

Н2 - поступление газообразного водорода, ВД - поступление воздуха высокого давления в эжектор.N 2 - the flow of gaseous hydrogen, VD - the flow of high pressure air into the ejector.

Т - измеритель температуры газа.T - gas temperature meter.

Работа устройства осуществляют следующим образом.The operation of the device is as follows.

Воздух ВА из атмосферы подают в камеру 11 смешения за счет перепада давления, создаваемого эжекторной системой. Расход воздуха измеряют по расходомеру 3. Водород Н2 из баллонов подают в электроразрядную трубку 6, давление в которой измеряют манометром 2. Зажигают электрический разряд в электроразрядной трубке 6, подавая напряжение на электроды 7, 9. Измеряют напряжение V на разрядном промежутке и определяют напряженность электрического поля Е. Регулируют V и Р таким образом, чтобы отношение Е/Р было равноAir VA from the atmosphere is fed into the mixing chamber 11 due to the pressure drop created by the ejector system. Air flow rate is measured by a flow meter 3. Hydrogen H 2 from the cylinders is fed into an electric discharge tube 6, the pressure of which is measured by a pressure gauge 2. An electric discharge is ignited in the electric discharge tube 6, applying voltage to the electrodes 7, 9. The voltage V is measured at the discharge gap and the voltage is determined electric field E. Adjust V and P so that the ratio E / P is equal

E P = ( 130 170 ) B с м T о р р .

Figure 00000002
E P = ( 130 - 170 ) B from m T about R R .
Figure 00000002

В экспериментах по воспламенению водорода в смеси с кислородом воздуха продукты горения направлялись в канал калориметра 4. Измерялось изменение давления в рабочей камере калориметра 2, и изменение температуры ΔT потока на выходе из калориметра.In experiments on the ignition of hydrogen in a mixture with atmospheric oxygen, the combustion products were sent to the channel of the calorimeter 4. We measured the change in pressure in the working chamber of calorimeter 2 and the temperature ΔT of the flow at the outlet of the calorimeter.

Приведем пример параметров потока, электроразряда, энерговыделения в одном из экспериментов.Let us give an example of flow parameters, electric discharge, energy release in one of the experiments.

Реализован тлеющий разряд с параметрами: напряжение U=5 кB, ток I=10-2 А. Давление водорода в камере 2·104 Па, расход водорода 0,02 г/с. Отношение E P 160 B с м T о р р .

Figure 00000003
A glow discharge was implemented with the following parameters: voltage U = 5 kV, current I = 10 -2 A. The hydrogen pressure in the chamber was 2 · 10 4 Pa, the hydrogen flow rate was 0.02 g / s. Attitude E P 160 B from m T about R R .
Figure 00000003

Тепловой поток, выделяющийся при сгорании водорода, измерялся калориметром, работающим по принципу газового термометра. Мощность, передаваемая стенкам калориметра от потока, равнаThe heat flux generated during the combustion of hydrogen was measured with a calorimeter operating on the principle of a gas thermometer. The power transmitted from the flow to the walls of the calorimeter is

W = C m d T w d t

Figure 00000004
, W = C m d T w d t
Figure 00000004
,

где С, m - теплоемкость и масса калориметра,where C, m - heat capacity and mass of the calorimeter,

Tw - температура внешней поверхности тепловоспринимающего цилиндра калориметра.Tw is the temperature of the outer surface of the heat-sensing cylinder of the calorimeter.

Полная мощность, выделяющаяся при горении, равна:The total power released during combustion is:

Q=W+G·Cp·ΔT,Q = W + G · C p · ΔT,

где Ср, G - теплоемкость и расход газовой смеси,where C p , G - heat capacity and flow rate of the gas mixture,

ΔT - изменение температуры газа на выходе из калориметра.ΔT is the change in gas temperature at the outlet of the calorimeter.

Вклад энергии в нагрев от электрического разряда оценен. Он пренебрежимо мал по сравнению с выделением тепла от горения водорода.The contribution of energy to heating from an electric discharge is estimated. It is negligible compared to the heat generated by the combustion of hydrogen.

Опыты показали, что при реализации горения топлива по предлагаемому способу возгорание водорода происходило при температуре потока Т≈300 К и давлении Р≈0,7·105 Па.The experiments showed that during the implementation of fuel combustion by the proposed method, hydrogen ignition occurred at a flow temperature of T≈300 K and a pressure of P≈0.7 · 10 5 Pa.

Сгорание топлива при этих условиях происходило полностью на длине калориметра, которая составляет ~0,5 м. При этом скорость потока на входе в калориметр ~200 м/с.Under these conditions, fuel combustion occurred completely over the length of the calorimeter, which is ~ 0.5 m. In this case, the flow velocity at the inlet to the calorimeter was ~ 200 m / s.

Из экспериментов видно, что предлагаемое устройство эффективно, во-первых, с точки зрения снижения температуры воздуха, при которой происходит возгорание топлива. Так в эксперименте топливо загорается при комнатной температуре, в то время как в описанных в литературе опытах при сходных прочих условиях топливо (водород) возгоралось при температуре Т≈900 К, смотрите, например, [А.Ешида, Г.Суи. Сверхзвуковое горение водорода в воздушном потоке. РТК, №4, 1997 год, с.18]. Во-вторых, скорость сгорания топлива возрастает настолько, что размеры, например, двигателя типа ГПВРД ~ 2,5 м становятся вполне достаточными для полного сгорания топлива. Так при пересчете размера камеры сгорания, использованной в вышеописанном эксперименте, на размер камеры сгорания в ГПВРД, где скорость потока воздуха составляет ~103 м/с, получаем размер камеры сгорания двигателя ~2,5 м, что без труда реализуемо.From the experiments it can be seen that the proposed device is effective, firstly, from the point of view of reducing the temperature of the air at which the ignition of the fuel occurs. So in an experiment, fuel ignites at room temperature, while in the experiments described in the literature, under similar other conditions, fuel (hydrogen) ignited at a temperature of T≈900 K, see, for example, [A. Yoshida, G. Sui. Supersonic combustion of hydrogen in an air stream. RTK, No. 4, 1997, p.18]. Secondly, the rate of fuel combustion increases so much that the dimensions of, for example, an engine such as a scramjet engine ~ 2.5 m become quite sufficient for complete combustion of the fuel. So, when recalculating the size of the combustion chamber used in the above experiment to the size of the combustion chamber in the scramjet, where the air flow rate is ~ 10 3 m / s, we get the size of the combustion chamber of the engine ~ 2.5 m, which is easily realized.

При больших размерах рабочего канала (большие расходы водородосодержащей смеси) зажигание разряда заданного типа (термически неравновесный тлеющий разряд) с заданными параметрами ( E P 160 B с м T о р р )

Figure 00000005
весьма проблематично, поэтому поток делят на несколько потоков (струй) с помощью решетки сопл, при этом каждое сопло является электроразрядным устройством с электродами, например, один электрод - корпус сопла, другой электрод - стержень, проходящий через критическое сечение сопла; параметры потока газа через каждое сопло выбирают из условия реализации указанного отношения Е/Р, независимость электропитания разряда в каждом сопле обеспечивается или путем применения независимых источников питания или устройством балластных сопротивлений.At large dimensions of the working channel (high costs of a hydrogen-containing mixture), ignition of a discharge of a given type (thermally nonequilibrium glow discharge) with given parameters ( E P 160 B from m T about R R )
Figure 00000005
very problematic, therefore, the flow is divided into several streams (jets) using a nozzle array, with each nozzle being an electric-discharge device with electrodes, for example, one electrode — the nozzle body, another electrode — a rod passing through the critical section of the nozzle; the parameters of the gas flow through each nozzle are selected from the conditions for the implementation of the specified E / P ratio, the independence of the discharge power supply in each nozzle is ensured either by using independent power sources or by a ballast device.

На фигуре 3 представлена схема устройства при больших расходах подаваемого углеводородного газа, на которойThe figure 3 presents a diagram of the device at high flow rates of the supplied hydrocarbon gas, on which

1 - форкамера;1 - prechamber;

2 - устройство с балластными сопротивлениями;2 - device with ballast resistances;

3 - решетка сопл с предионизаторами 4;3 - lattice of nozzles with preionizers 4;

5 - камера смешения водородосодержащего газа с воздухом;5 - a chamber for mixing a hydrogen-containing gas with air;

6 - зона (камера) сгорания водорода;6 - zone (chamber) of hydrogen combustion;

7 - электроды.7 - electrodes.

8 форкамеру 1, подается водородосодержащий газ, затем он поступает в решетку сопл 3 с укрепленными на них предионизаторами 4. Электрический тлеющий разряд зажигается между электродами 7 и стенкой сопла, являющейся вторым электродом (на фиг. не показано). Далее водородосодержащий газ поступает в камеру смешения 5, а затем смесь водородосодержащего газа с воздухом поступает в камеру сгорания 6. Балластные сопротивления 2, состоят из отдельных элементов соответственно для каждого из разрядов. Корпус сопла служит одним из электродов.8 to the pre-chamber 1, a hydrogen-containing gas is supplied, then it enters the nozzle array 3 with the preionizers 4 mounted on them. An electric glow discharge is ignited between the electrodes 7 and the nozzle wall, which is the second electrode (not shown in FIG.). Next, the hydrogen-containing gas enters the mixing chamber 5, and then the mixture of the hydrogen-containing gas and air enters the combustion chamber 6. The ballast resistances 2 consist of separate elements for each of the discharges, respectively. The nozzle body serves as one of the electrodes.

Схема элемента решетки сопл показана на фигуре 4, на которой:A diagram of the nozzle array element is shown in FIG. 4, in which:

1 - сопло - анод;1 - nozzle - anode;

2 - стенка;2 - wall;

3 - крепление;3 - mount;

4 - катод;4 - cathode;

5 - балластное сопротивление;5 - ballast resistance;

6 - блок питания тлеющего разряда.6 - glow discharge power supply.

Водородосодержащий газ поступает в сопло 1, стенки которого являются анодом. Электрический тлеющий разряд зажигается между анодом 5 и катодом 4. Сопло крепится к стенке камеры 2. Для устойчивого горения разряда применяется балластное сопротивление 5. Электропитание цепи разряда осуществляется от блока питания тлеющего разряда 6.Hydrogen-containing gas enters the nozzle 1, the walls of which are the anode. An electric glow discharge is ignited between the anode 5 and the cathode 4. The nozzle is attached to the wall of the chamber 2. Ballast resistance is used for stable discharge burning 5. The discharge circuit is powered from the glow discharge power supply 6.

Решетка сопл будет использоваться при дозвуковых скоростях потока на входе в устройство. При сверхзвуковых скоростях в камере сгорания, например в случае ГПВРД, электроразрядные устройства и сопла размещают в топливных пилонах, установленных на ее стенках. Смешение топлива и воздуха происходит в струях за топливным пилоном.The nozzle array will be used at subsonic flow rates at the device inlet. At supersonic speeds in the combustion chamber, for example in the case of scramjet engine, electric-discharge devices and nozzles are placed in fuel pylons mounted on its walls. The mixture of fuel and air occurs in jets behind the fuel pylon.

Схема размещения сопл на топливном пилоне с сечением А, показывающем элемент сопла, приведена на фиг.5The layout of nozzles on a fuel pylon with a cross section A showing the nozzle element is shown in FIG. 5

Сопла установлены на задней по потоку кромке топливного пилона, к каждому подводится электропитание от независимого источника и водородосодержащий газ. Истечение из сопл происходит в донный след за топливным пилоном, где и происходит смешение струй. Число сопл, устанавливаемых на одном топливном пилоне определяется из конструктивных соображений.Nozzles are installed on the backstream edge of the fuel pylon; each is supplied with power from an independent source and a hydrogen-containing gas. The outflow from the nozzles occurs in the bottom wake of the fuel pylon, where the jets mix. The number of nozzles mounted on one fuel pylon is determined from design considerations.

Предложенное устройство для локального подвода энергии к потоку воздуха, обтекающего летательный аппарат, или к потоку воздуха в двигателе позволяет:The proposed device for the local supply of energy to the air flow around the aircraft, or to the air flow in the engine allows you to:

- осуществить подготовку топлива к сгоранию путем наработки в нем активных радикалов Н, пропуская топливо через зону тлеющего электрического разряда с значением E P 160 B с м T о р р ;

Figure 00000006
- to prepare the fuel for combustion by generating active H radicals in it, passing the fuel through the glow electric discharge zone with the value E P 160 B from m T about R R ;
Figure 00000006

- осуществить возгорание водорода или углеводородного топлива при температурах близких к комнатной и давлении ниже атмосферного;- carry out the ignition of hydrogen or hydrocarbon fuel at temperatures close to room temperature and below atmospheric pressure;

- увеличить скорость сгорания топлива в смеси с воздухом, что принципиально важно для разработки двигателей типа ГПВРД.- increase the rate of combustion of fuel mixed with air, which is fundamentally important for the development of engines such as scramjet engine.

Claims (2)

1. Устройство для локального подвода энергии к потоку воздуха, обтекающего объект, содержащее канал для потока водородосодержащего газа, приспособления для создания потока водородосодержащего газа и потока воздуха, электроразрядное устройство, а также систему электропитания и контроля параметров электроразряда, отличающееся тем, что электроразрядное устройство установлено так, что воздействию электроразряда подвергается только водородосодержащий газ, при этом система электропитания и контроля параметров электроразряда выбраны такими, чтобы был реализован тлеющий разряд с отношением напряженности электрического поля Е к давлению Р, равным
E P = ( 130 170 ) B с м T о р р ,
Figure 00000007

а за зоной электроразряда установлено устройство для смешения водородосодержащего газа, обогащенного в электроразряде радикалами Н, с потоком воздуха.
1. A device for the local supply of energy to the flow of air flowing around an object containing a channel for a stream of hydrogen-containing gas, devices for creating a stream of hydrogen-containing gas and air flow, an electric discharge device, as well as a power supply system and control of electric discharge parameters, characterized in that the electric discharge device is installed so that only a hydrogen-containing gas is exposed to the electric discharge, while the power supply system and control of the electric discharge parameters are selected as so that a glow discharge is realized with a ratio of the electric field strength E to pressure P equal to
E P = ( 130 - 170 ) B from m T about R R ,
Figure 00000007

and behind the electric discharge zone, a device was installed for mixing a hydrogen-containing gas enriched in an electric discharge with H radicals and an air stream.
2. Устройство для локального подвода энергии к потоку воздуха, обтекающего объект, содержащее канал для потока водородосодержащего газа, приспособления для создания потока водородосодержащего газа и потока воздуха, электроразрядное устройство, а также систему электропитания и контроля параметров электроразряда, отличающееся тем, что при больших расходах водородосодержащего газа и воздуха, например, в ГПВРД, в канале подачи водородосодержащего газа установлена решетка сопл, в сверхзвуковых камерах сгорания сопла установлены в топливных пилонах, при этом каждое сопло является электроразрядным устройством с использованием в качестве электродов корпуса сопла и стержня, проходящего через критическое сечение, электропитание всех разрядов в соплах независимое, система электропитания и контроля параметров каждого электроразряда обеспечивает отношение
E P = ( 130 170 ) B с м T о р р ,
Figure 00000008

а за зоной электроразряда установлено устройство для смешения водородосодержащего газа, обогащенного в электроразряде радикалами Н, с потоком воздуха.
2. A device for the local supply of energy to the flow of air flowing around an object containing a channel for a stream of hydrogen-containing gas, devices for creating a stream of hydrogen-containing gas and air flow, an electric discharge device, as well as a power supply system and control of electric discharge parameters, characterized in that at high costs of hydrogen-containing gas and air, for example, in a gas scramjet, a nozzle array is installed in the channel for supplying hydrogen-containing gas, and nozzles are installed in the supersonic combustion chambers in the fuel x pylons, wherein each nozzle is an electric discharge apparatus using as electrodes passing through the throat of the nozzle body and the rod, power supply nozzles discharges in all independent, the power supply system and the control parameters of each electric discharge ensures ratio
E P = ( 130 - 170 ) B from m T about R R ,
Figure 00000008

and behind the electric discharge zone, a device is installed for mixing a hydrogen-containing gas enriched in an electric discharge with H radicals and an air stream.
RU2011153860/06A 2011-12-29 2011-12-29 Device for local supply of energy to air flow streamlining around object (versions) RU2488040C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153860/06A RU2488040C1 (en) 2011-12-29 2011-12-29 Device for local supply of energy to air flow streamlining around object (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153860/06A RU2488040C1 (en) 2011-12-29 2011-12-29 Device for local supply of energy to air flow streamlining around object (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2488040C1 true RU2488040C1 (en) 2013-07-20

Family

ID=48791230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011153860/06A RU2488040C1 (en) 2011-12-29 2011-12-29 Device for local supply of energy to air flow streamlining around object (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2488040C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU918676A1 (en) * 1980-05-23 1982-04-07 Предприятие П/Я М-5481 Method of preparing fuel for burning
RU2262000C2 (en) * 2003-10-20 2005-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Hypersonic ramjet engine and method of organization of combustion
EP2116768A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-11 ALSTOM Technology Ltd Burner
RU2374560C1 (en) * 2008-03-18 2009-11-27 Объединенный Институт Высоких Температур Российской Академии Наук Igniting device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU918676A1 (en) * 1980-05-23 1982-04-07 Предприятие П/Я М-5481 Method of preparing fuel for burning
RU2262000C2 (en) * 2003-10-20 2005-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Hypersonic ramjet engine and method of organization of combustion
RU2374560C1 (en) * 2008-03-18 2009-11-27 Объединенный Институт Высоких Температур Российской Академии Наук Igniting device
EP2116768A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-11 ALSTOM Technology Ltd Burner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kim et al. Plasma-discharge stabilization of jet diffusion flames
Peng et al. Experimental investigations on ethylene-air Continuous Rotating Detonation wave in the hollow chamber with Laval nozzle
Jacobsen et al. Plasma-assisted ignition in scramjets
Starikovskii et al. Nanosecond-pulsed discharges for plasma-assisted combustion and aerodynamics
Do et al. Plasma assisted flame ignition of supersonic flows over a flat wall
Baccarella et al. The supersonic combustion facility ACT-2
Do et al. Jet flame ignition in a supersonic crossflow using a pulsed nonequilibrium plasma discharge
Galley et al. Plasma-enhanced combustion of a lean premixed air-propane turbulent flame using a nanosecond repetitively pulsed plasma
Leonov et al. Plasma-assisted ignition and flameholding in high-speed flow
Klimov et al. Plasma assisted combustion
Leonov et al. Experimental demonstration of plasma-based flameholder in a model scramjet
Savelkin et al. Experiments on Plasma-Assisted Combustion in a Supersonic Flow: Optimization of Plasma Position in Relation to the Fuel Injector
RU2488040C1 (en) Device for local supply of energy to air flow streamlining around object (versions)
RU2495327C2 (en) Method of local energy supply to air flow that flows around object
Leonov et al. Electrically driven combustion near the plane wall in a supersonic duct
Moeller et al. HVEPS combustion driven MHD power demonstration tests
Vincent-Randonnier et al. First experiments on plasma assisted supersonic combustion at LAERTE facility
Houpt et al. Cold start-up and plasma-based flameholding in model scramjet
Kuo et al. Operational characteristics of a periodic plasma torch
Kim et al. Flame stabilization using a plasma discharge in a lifted jet flame
RU2550209C1 (en) Method of ignition and combustion of fuel in athodyd
Tiangang et al. MCGA-assisted ignition process and flame propagation of a scramjet at Mach 2.0
Leonov et al. Mixing actuation by unstable filamentary discharge
Leonov et al. Morphology of a Q-DC Discharge within a Fuel Injection Jet in a Supersonic Cross-Flow
Leonov et al. Unstable pulse discharge in mixing layer of gaseous reactants

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171230