WO2014123440A1 - Method and device for initiating detonation in a tube containing a combustible mixture - Google Patents

Method and device for initiating detonation in a tube containing a combustible mixture Download PDF

Info

Publication number
WO2014123440A1
WO2014123440A1 PCT/RU2013/000082 RU2013000082W WO2014123440A1 WO 2014123440 A1 WO2014123440 A1 WO 2014123440A1 RU 2013000082 W RU2013000082 W RU 2013000082W WO 2014123440 A1 WO2014123440 A1 WO 2014123440A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pipe
fingers
detonation
obstacles
cross sections
Prior art date
Application number
PCT/RU2013/000082
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович ФРОЛОВ
Виктор Серафимович АКСЕНОВ
Original Assignee
Некоммерческое Партнерство По Научной, Образовательной И Инновационной Деятельности "Центр Импульсного Детонационного Горения"
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 Некоммерческое Партнерство По Научной, Образовательной И Инновационной Деятельности "Центр Импульсного Детонационного Горения" filed Critical Некоммерческое Партнерство По Научной, Образовательной И Инновационной Деятельности "Центр Импульсного Детонационного Горения"
Priority to RU2015104569A priority Critical patent/RU2015104569A/en
Priority to PCT/RU2013/000082 priority patent/WO2014123440A1/en
Publication of WO2014123440A1 publication Critical patent/WO2014123440A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/42—Starting devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C15/00—Apparatus in which combustion takes place in pulses influenced by acoustic resonance in a gas mass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/70—Baffles or like flow-disturbing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • F23M9/06—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in fire-boxes

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for burning gaseous or atomized liquid fuel in the mode of gas or droplet detonation and can be used in various technological devices and power plants operating on pulse detonation combustion.
  • the mechanism of initiation of detonation in these patented methods and devices consists in dividing the transition of combustion into detonation into two stages: first, after ignition of the combustible mixture, the turbulent flame front is accelerated with a turbulator to an apparent flame speed of 550-750 m / s with the formation a primary shock wave with a Mach number not higher than 2.5-3.0, then to increase the duration of the compression phase in the region behind the shock wave front, the turbulent flame front and the shock wave front are spatially separated from each other by means of a smooth pipe section installed between the turbulator and focusing in front of obstacles, and affect the front of the traveling shock wave with energy from the centers of self-ignition of the combustible mixture resulting from multiple reflections of the shock wave from focusing obstacles, which leads to at enhancing the shock wave and, ultimately, a rapid transition to detonation shock wave.
  • the initiation of detonation in the prototype method is carried out by installing a set of regular annular turbulent annular obstacles in the pipe, which accelerate the turbulent flame front, form a shock wave and strengthen the resulting shock wave and achieve a transition of combustion to detonation.
  • the prototype method does not provide optimal conditions for the transition of combustion to detonation, as a result of which, in a pipe in which a detonation wave can still propagate, the transition of combustion to detonation is not achieved - detonation does not occur.
  • the shape and arrangement of obstacles-turbulators in the pipe are not optimal, as a result, there is no transition of combustion to detonation in the pipe, in which the detonation wave can still propagate.
  • the objective of the invention is to develop a method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture, which will provide optimal conditions for the transition of combustion to detonation, which will reduce the precetone distance and the time to reach the transition of combustion to detonation.
  • the objective of the invention is the creation of a device (options) for implementing the method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture, the shape and arrangement of obstacles-turbulators in which will be optimal for a reliable transition of combustion to detonation, which will allow to use short pipes with diameter close to the limit diameter of the propagation of detonation.
  • a method for initiating detonation in a pipe with a combustible mixture including accelerating the turbulent flame front and amplifying the resulting shock wave by installing a set of turbulent obstacles in the pipe, in which the tempo is matched to reduce the pre-knock distance and time while accelerating the turbulent flame front and amplifying the resulting shock wave acceleration of the turbulent flame front and the rate of amplification of the resulting shock wave, for which obstacles are installed at the beginning of the pipe ators, the shape and arrangement of which ensures the maximum acceleration rate of the turbulent flame front during detonation initiation and the formation of a shock wave, and then obstacles are installed in the pipe — turbulators, the shape and arrangement of which reduce aerodynamic drag and thereby maximize the amplification rate during detonation initiation the resulting shock wave with continued acceleration of the turbulent flame front.
  • Obstacles-turbulizers installed at the beginning of the pipe to achieve the maximum acceleration rate of the turbulent flame front, and obstacles-turbulators installed further along the pipe to achieve the maximum rate of amplification of the resulting shock wave, can be divided by the pipe section without obstacles.
  • a device for implementing a method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture including a detonation pipe with a set of obstacles-turbulators and an ignition source, in which the set of obstacles-turbulators is made in the form of cooled and / or uncooled, straight and / or bent fingers, while the cross sections of the pipe drawn through the attachment points of the fingers contain one or more fingers, with the largest number of fingers in the indicated cross sections of the pipe located at the beginning of the detonation pipe
  • a cutter of at least 1 pipe diameter, and the step between the indicated cross sections along the longitudinal axis of the pipe remains constant or increases uniformly or unevenly as you move away from the ignition source, while the fingers in these cross sections are arranged so that an imaginary continuous surface, sequentially drawn through the longitudinal axis of the fingers lying in the adjacent indicated cross sections of the pipe at an angle to each other, forms a helical surface.
  • the fingers may be attached to a longitudinal rod and / or a stack of rods placed
  • the fingers can be made hollow and / or solid and have a cross section of various geometric shapes.
  • the cooled fingers are hollow.
  • the coefficient of “blocking” of the pipe section can reach 0.6-0.7, and as you move away from the ignition source, the coefficient of “blocking” of the pipe section decreases first to 0.4-0, 5 and then to 0.2-0.3.
  • various configurations of the screw surface are formed: a “one-way” configuration, a “two-way” configuration, a “three-way” configuration, a “four-way” configuration, and a “multi-way” configuration, as you move away from the ignition source, the number of fingers in the indicated planes and, accordingly, the number of “approaches” in the configuration of the helical surface either decreases or remains unchanged.
  • a device for implementing the method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture including a detonation pipe with a set of obstacles-turbulators and an ignition source, in which a set of obstacles-turbulators consists of two blocks: the first block is located at the beginning of the detonation pipe and is a semi-closed volume, in of which perforated plates are installed, ending with a nozzle, the second block is made in the form of cooled and / or uncooled, straight and / or curved fingers, while in cross sections t the loss drawn through the attachment points of the fingers contains one or more fingers providing a coefficient of “blocking” of the pipe section not higher than 0.4, and the step between the indicated cross sections along the longitudinal axis of the pipe remains constant or increases uniformly or unevenly with distance from the ignition source, the fingers in these cross sections are arranged so that an imaginary continuous surface, sequentially drawn through the longitudinal axis of the fingers lying in the adjacent indicated cross sections at an angle to each other,
  • the nozzle of the first block of a set of obstacles-turbulators can be made subsonic or supersonic.
  • the fingers can be attached to a longitudinal rod, and / or a package of rods placed along the pipe, and / or to the wall of the pipe.
  • the fingers can be made hollow and / or solid and have a cross section of various geometric shapes.
  • the cooled fingers are hollow.
  • various configurations of the screw surface are formed: a “one-way” configuration, a “two-way” configuration, a “three-way” configuration, a “four-way” configuration, and a “multi-way” configuration, as you move away from the ignition source, the number of fingers in the indicated planes and, accordingly, the number of “approaches” in the configuration of the helical surface either decreases or remains unchanged.
  • Multidimensional calculations performed by the inventors have shown that for a quick transition of combustion to detonation it is not necessary to first obtain a primary shock wave of a given intensity and duration, and then use focusing obstacles of complex shape, or use pipes with obstacles of great length, the main thing is to achieve optimal coordination of the acceleration rate of the turbulent front flame and the rate of amplification of the shock wave, which will lead to the transition of combustion to detonation, regardless of the speed of the initial shock wave s.
  • Such an optimal coordination of the acceleration rates of the flame front and the shock wave is ensured by the selection of the shape and arrangement of special turbulent obstacles based on calculations and tests.
  • FIG. 1 shows a diagram of a first embodiment of the inventive device.
  • FIG. 2a shows straight fingers attached to a longitudinal rod, two fingers are contained in the cross sections of the pipe, the angle between the fingers lying in one plane 180 °,
  • FIG. 26 shows straight fingers attached to the pipe wall, one finger is contained in the cross sections of the pipe
  • FIG. 3 shows a diagram of a second embodiment of the claimed device.
  • FIG. Figure 4 shows the pressure waveform in an additional smooth (without obstacles) pipe section (measuring base 4370-4870 mm).
  • FIG. Figure 5 shows the pressure waveform in an additional smooth (without obstacles) pipe section (measuring base 2983-3383 mm).
  • FIG. 1 shows a diagram of the first embodiment of the claimed device.
  • the main element of the device is a detonation tube (1) with a cross section of a circular, rectangular, oval and other geometric shapes containing a set obstacles-turbulators (2), a weak ignition source (3) and a supply system> of a combustible mixture (or its components) (not shown in Fig.).
  • a set of turbulence obstacles (2) of the first embodiment of the proposed device is made in the form of cooled and / or uncooled, straight and / or curved fingers (straight fingers are shown in Fig. 1) attached either to a longitudinal rod (4) located along the pipe axis ( 1), either to the wall of the pipe (1), or both types of fastening of the fingers are present.
  • a longitudinal rod (4) located along the pipe axis ( 1), either to the wall of the pipe (1), or both types of fastening of the fingers are present.
  • the cross sections (5) of the detonation pipe drawn through the attachment points of the fingers, one or more fingers are contained, and the step between these cross sections along the longitudinal axis of the pipe remains constant or increases uniformly or unevenly with distance from the ignition source (3) (in FIG. .1 shows an uneven increase in pitch).
  • the fingers in cross sections (5) are arranged so that an imaginary continuous surface drawn sequentially through the longitudinal axis of the fingers lying in adjacent indicated cross sections at an angle a to each other forms a helical surface (for clarity, Fig. 2a, where straight fingers are shown attached to the longitudinal rod, in the cross sections of the pipe contains two fingers, the angle between the fingers lying in the same plane 180 °, and Fig. 26, which shows the straight fingers attached to the pipe wall, in transverse
  • the pipe sections contain one finger.
  • FIG. 1 also shows cross sections (5) of the detonation tube at points I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, containing a different number of fingers. As you move away from the ignition source (3), the number of fingers in the cross section of the detonation tube decreases.
  • FIG. 3 shows a diagram of a second embodiment of the claimed device.
  • the main element of the device is a detonation tube (1) with a circular, rectangular, oval, and other geometric cross-section, containing a set of obstacles-turbulators (2), a weak ignition source (3), and a fuel supply system (or its components) (not shown in FIG.).
  • a set of obstacles-turbulizers (2) of the second variant of the proposed device is made in the form of two blocks: the first block (4) (“booster”) is placed at the beginning of the detonation tube (1) and is a semi-closed volume, in where perforated plates are installed, it ends with a nozzle (5).
  • the design of the “booster” is the subject of a separate application “Device for turbulization and acceleration of the flame front”, filed simultaneously with this one).
  • the second block of turbulence obstacles is made in the form of cooled and / or uncooled, straight and / or bent fingers (straight fingers are shown in Fig.) Attached either to a longitudinal rod (6) located along the pipe axis (1) or to the pipe wall or both types of finger fastening are present.
  • Cross sections (7) of the detonation pipe drawn through the attachment points of the fingers contain one or more fingers, and the step between these cross sections along the longitudinal axis of the pipe remains constant or increases uniformly or unevenly with distance from the ignition source (3) (in FIG. 3 shows an uneven step increment).
  • the fingers in cross sections (7) are arranged so that an imaginary continuous surface drawn sequentially through the longitudinal axis of the fingers lying in adjacent indicated cross sections at an angle to each other forms a helical surface (see Figs. 2a and 26).
  • FIG. 3 also shows cross sections (7) of the detonation tube at points I, I, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, containing a different number of fingers. As you move away from the ignition source (3), the number of fingers in the cross sections of the pipe decreases.
  • the proposed device operates as follows.
  • the detonation tube (1) is filled with the combustible mixture.
  • the combustible mixture is ignited by the ignition source (3).
  • the maximum acceleration rate of the turbulent flame front and the formation of a shock wave which are necessary at the beginning of the process, are ensured by the fact that at the beginning of the detonation pipe a segment of at least 1 pipe diameter the cross sections of the detonation pipe drawn through the finger attachment points contain the largest number of fingers (the coefficient of "blocking" of the pipe section, which also depends on the thickness of the fingers, reaches 0.6-0.7), and the pitch between the indicated cross sections is minimal.
  • the flame front that arises after the mixture is ignited, moving along the detonation tube in the indicated section, and the fresh combustible mixture in front of the flame front are strongly turbulized, which leads to a sharp increase in the flame surface area and specific energy release per unit volume and provides the maximum acceleration rate turbulent flame front and shock wave formation.
  • the aerodynamic drag of the traveling shock wave is reduced and the amplification rate of the resulting shock wave is maximum during detonation initiation.
  • the level of turbulence in the combustible mixture increases behind the front of the shock wave and the acceleration of the turbulent flame front continues.
  • optimal coordination is achieved between the acceleration rate of the turbulent flame front and the amplification rate of the shock wave, which leads to detonation in the region between the shock wave and the flame front.
  • the first block of turbulence obstacles (“booster”) (4) is installed, ending with a nozzle (5).
  • the flame arising after ignition of the combustible mixture quickly covers the entire volume of the “booster” due to its design, which makes it possible to organize multi-jet turbulent ignition and combustion.
  • the rapid combustion of a combustible mixture in a semi-closed volume of a “booster” leads to an increase in pressure in it and expulsion through a nozzle (5) into the detonation tube (1) of a portion of a high-speed turbulized fresh combustible mixture, driven by the formed shock wave, and then a highly turbulent flame front.
  • the “booster” (4) the flame acquires a high propagation speed already at the very beginning of the detonation tube (1), and the presence of a shock wave running in front of the flame and interacting with the fingers the second block of obstacles-turbulizers, contributes to further turbulization of the fresh combustible mixture and the acceleration of the flame.
  • the shock wave amplification rate increases rapidly, and the transition of combustion to detonation in the second embodiment of the proposed device occurs at a shorter distance from the ignition source and in less time.
  • both versions of the proposed device can be installed in a pipe section without obstacles.
  • the number of fingers in the cross sections of the detonation tube containing the fingers is four (“four-way” configuration).
  • the ignition of a combustible mixture (a stoichiometric mixture of methane and air at a pressure of 0.1 MPa and a temperature of 293 ⁇ 2 K) was carried out by two automobile candles with a total ignition energy of 0.2 J.
  • the shock wave parameters were measured using seven RSV-113V24 pressure sensors installed at distances of 1873, 2373, 2873, 3373, 3871, 4370 and 4870 mm from the ignition source. All sensors were connected to a personal computer via an analog-to-digital converter. The error in measuring the velocity of the shock wave did not exceed 3%.
  • FIG. Figure 4 shows the pressure waveform in an additional smooth (without obstacles) pipe section (measuring base 4370-4870 mm).
  • the wave structure in the additional smooth section of the pipe corresponds to the structure of spin detonation with characteristic weakly damped oscillations signal with a frequency of 3.7-4.0 kHz, which is in good agreement with the well-known heuristic "rule" s / d ⁇ 3, where s is the spin pitch, ad is the pipe diameter.
  • the time from the moment of ignition to the transition of combustion to detonation was ⁇ 40 ms.
  • the first block of turbulence obstacles (“booster”) was connected with an inner diameter of 205 mm and a length of 400 mm, communicating with the detonation tube through a narrowing (subsonic) nozzle 78 mm long and the diameter of the outlet 94 mm
  • a second block of turbulence obstacles was installed in the pipe in the form of a rod with fingers 2220 mm long, made up of seven sections of 317 mm each.
  • an additional smooth (without obstacles) section of the pipe with a length of 600 mm and a diameter of 94 mm was attached to it to measure the detonation parameters after leaving the pipe section with turbulent obstacles.
  • the ignition of a combustible mixture (a stoichiometric mixture of natural gas (98% methane) and air at a pressure of 0.1 MPa and a temperature of 293 ⁇ 2 K) was carried out by two car candles.
  • the shock wave parameters were measured using nine RSV-113V24 pressure sensors installed at distances of 300, 700, 1104, 1504, 1926, 2328, 2578, 2983, and 3383 mm from the exit section of the booster nozzle. All sensors were connected to a personal computer via an analog-to-digital converter. The error in measuring the velocity of the shock wave did not exceed 3%.
  • FIG. Figure 5 shows the pressure waveform in an additional smooth
  • FIG. Figure 5 shows that the wave structure in the additional smooth section of the tube corresponds to the structure of spin detonation with characteristic weakly damped signal oscillations with a frequency of ⁇ 6 kHz), which is in good agreement with the well-known heuristic "rule" sld ⁇ 3, where s is the spin pitch, ad is the diameter pipes.
  • the time from the moment of ignition to the transition of combustion to detonation was ⁇ 23 ms.
  • the proposed method and device provide optimal coordination of the acceleration rate of the flame front and the amplification rate of the shock wave, which allows to reduce the pre-knock distance and time to achieve the transition of combustion to detonation and allows the use of short pipes with a diameter close to the limiting diameter to initiate detonation detonation propagation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

The invention relates to methods and devices for the combustion of gaseous or atomized liquid fuel during gas or droplet detonation and can be used in various technological devices and energy installations which operate by means of pulse detonation combustion. Proposed is a method for initiating detonation in a tube containing a combustible mixture, which involves accelerating a turbulent flame front and amplifying the formed shock wave by means of positioning, in the tube, a set of obstacles/turbulators having special shapes and positions; also proposed are devices (variants) for implementing said method. The invention provides an optimal balance between the flame front acceleration rate and the shock wave amplification rate, thus permitting a decrease in the pre-detonation distance and the time to achieve detonation and allowing the use of short tubes for initiating detonation which have a near-critical detonation propagation diameter.

Description

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ИНИЦИИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИИ В  METHOD AND DEVICE FOR INITIATING DETONATION IN
ТРУБЕ С ГОРЮЧЕЙ СМЕСЬЮ  FUEL MIXTURE PIPE
Область техники Technical field
Изобретение относится к способам и устройствам сжигания газообразного или распыленного жидкого топлива в режиме газовой или капельной детонации и может быть использовано в различных технологических устройствах и энергетических установках, работающих на импульсно-детонационном горении.  The invention relates to methods and devices for burning gaseous or atomized liquid fuel in the mode of gas or droplet detonation and can be used in various technological devices and power plants operating on pulse detonation combustion.
Одной из наиболее важных проблем при создании импульсно-детонационных техно-логических устройств и энергетических установок является поиск условий надежного инициирования детонации в топливно-воздушных смесях в коротких трубах (длиной до 3-4 м) при помощи слабых источников зажигания (с энергией не более 0,1-1,0 Дж) за кратчайшее время (до 30-50 мс).  One of the most important problems in creating pulse-detonation technological devices and power plants is the search for conditions for reliable initiation of detonation in fuel-air mixtures in short pipes (up to 3-4 m long) using weak ignition sources (with an energy of not more than 0 , 1-1.0 J) for the shortest time (up to 30-50 ms).
Предшествующий уровень техники  State of the art
В классических устройствах инициирования детонации либо используется неприемлемо большое кратковременное выделение энергии (Зельдович Я.Б., Когарко СМ., Симонов Н.Н. // ЖТФ, 1956, том 26, jVs 8, с. 1744-1752), либо при поджигании горючей смеси от слабых источников используются трубы с регулярными кольцевыми препятствиями, но переход горения в детонацию в них достигается при слишком больших значениях преддетонационного расстояния и времени, см., например, работу О. Peraldi, R. Knystautas and J.H. Lee "Criteria for transition to detonation in tubes". Twenty-First Symposium (International) on Combustion / The Combustion Institute, 1986, pp. 1629-1637, в которой переход горения в детонацию достигался в трубах длиной 18 м (диаметр 5, 15 и 30 см). На регулярных кольцевых препятствиях происходит турбулизация горючей смеси и ускорение фронта пламени с образованием первичной ударной волны. Многократное отражение ударной волны от препятствий приводит к локальному повышению температуры в области между фронтом пламени и фронтом бегущей ударной волны, в результате рано или поздно (в зависимости от достигнутой скорости ударной волны и диаметра трубы) здесь возникают очаги самовоспламенения горючей смеси, которые приводят к возникновению детонации.  In classical detonation initiation devices, either an unacceptably large short-term energy release is used (Zeldovich Ya. B., Kogarko SM., Simonov NN // ZhTF, 1956, Volume 26, jVs 8, pp. 1744-1752), or when ignited pipes with regular annular obstacles are used in the combustible mixture from weak sources, but the transition of combustion to detonation in them is achieved if the pre-knock distance and time are too large, see, for example, the work of O. Peraldi, R. Knystautas and JH Lee "Criteria for transition to detonation in tubes". Twenty-First Symposium (International) on Combustion / The Combustion Institute, 1986, pp. 1629-1637, in which the transition of combustion to detonation was achieved in pipes with a length of 18 m (diameter 5, 15 and 30 cm). At regular annular obstacles, turbulence of the combustible mixture and acceleration of the flame front with the formation of the primary shock wave occur. Multiple reflection of the shock wave from obstacles leads to a local temperature increase in the region between the flame front and the front of the traveling shock wave, sooner or later (depending on the achieved velocity of the shock wave and the diameter of the pipe) there are foci of self-ignition of the combustible mixture, which lead to detonation.
В Институте химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН) в течение длительного времени проводятся фундаментальные исследования условий перехода горения в детонацию, в ходе которых был разработан способ инициирования детонации в короткой гладкой трубе с помощью бегущего импульса принудительного зажигания (Фролов СМ. и др. ДАН, 2004, Т. 394, Х° 2, с. 222-224; ДАН, 2004, Т. 394, j\° 4, с. 503-505). Идея использования внешних источников зажигания для возбуждения детонации впервые была вьщвинута Я.Б. Зельдовичем и А.С. Компанейцем (Зельдович Я.Б., Компанеец А.С. Теория детонации. М. Гостехтеориздат, 1955). Экспериментальные исследования в ИХФ РАН показали, что бегущий импульс принудительного зажигания должен двигаться от одного источника зажигания к другому с ускорением, синхронно с ударной волной, при этом допустимое рассогласование прихода ударной волны и момента зажигания должно составлять не более 50-100 мкс - при большем рассогласовании при прочих равных условиях детонация не возникает. На основе анализа данных экспериментов в дальнейшем (Frolov S.M. Initiation of Strong Reactive Shocks and Detonation by Traveling Ignition Pulses. J. Loss Prevention, 2005, V. 19, Na 2-3, p. 238-244) был сделан вывод, что классические опыты по переходу горения в детонацию в трубах с регулярными препятствиями также можно рассматривать как инициирование детонации бегущим импульсом зажигания, но не принудительного, а самопроизвольного при самовоспламенении смеси в результате отражения ударной волны от препятствий. При этом также необходимо согласование моментов прихода ударной волны и возникновения очагов самовоспламенения (Фролов СМ. Быстрый переход горения в детонацию // Химическая физика, 2008, т. 27, N°6, С. 31-44). At the Institute of Chemical Physics. N.N. Semenova RAS (IHP RAS) for a long time conducted fundamental research on the conditions of the transition of combustion to detonation, during which a method was developed for initiating detonation in a short smooth tube using a traveling pulse of a forced ignition (Frolov SM. et al. DAN, 2004, T. 394, X ° 2, p. 222-224; DAN, 2004, T. 394, j \ ° 4, p. 503-505). The idea of using external ignition sources to initiate detonation was first put forward by Ya.B. Zeldovich and A.S. Kompaneyetsom (Zeldovich Ya.B., Kompaneyets A.S. Theory of detonation. M. Gostekhteorizdat, 1955). Experimental studies at the Institute of Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences showed that a traveling pulse of forced ignition should move from one ignition source to another with acceleration, synchronously with the shock wave, while the allowable mismatch of the arrival of the shock wave and the moment of ignition should be no more than 50-100 μs - with a larger mismatch ceteris paribus, detonation does not occur. Based on an analysis of these experiments in the future (Frolov SM Initiation of Strong Reactive Shocks and Detonation by Traveling Ignition Pulses. J. Loss Prevention, 2005, V. 19, Na 2-3, p. 238-244), it was concluded that the classical experiments on the transition of combustion to detonation in pipes with regular obstructions can also be considered as initiation of detonation by a traveling ignition pulse, but not forced, but spontaneous during self-ignition of the mixture as a result of reflection of the shock wave from obstacles. In this case, it is also necessary to coordinate the moments of the arrival of the shock wave and the occurrence of foci of self-ignition (Frolov SM. Rapid transition of combustion to detonation // Chemical Physics, 2008, v. 27, N ° 6, P. 31-44).
По результатам дальнейших исследований в ИХФ РАН были созданы и запатентованы способы и устройства, обеспечивающие надёжный переход горения в детонацию даже в топливно-воздушных смесях с очень низкой детонационной способностью (например, в смеси природный газ-воздух) в коротких трубах (длиной до 3,0 м) при помощи слабого источника зажигания (с энергией не более 0.1 Дж) за кратчайшее время (до 20 мс): RU 2427756, F23C 15/00, 27.08.2011, RU 2430303, F23C 15/00, 27.09.2011 и RU 2429409 CI, F23C15/00, 20.09.2011.  Based on the results of further studies, methods and devices were created and patented at the Institute of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, which ensure a reliable transition of combustion to detonation even in air-fuel mixtures with very low detonation ability (for example, in a natural gas-air mixture) in short pipes (up to 3, 0 m) using a weak ignition source (with an energy of not more than 0.1 J) for the shortest time (up to 20 ms): RU 2427756, F23C 15/00, 08/27/2011, RU 2430303, F23C 15/00, 09/27/2011 and RU 2429409 CI, F23C15 / 00, 09.20.2011.
В указанных патентах ИХФ РАН для обеспечения быстрого перехода горения в детонацию в трубе с горючей смесью использовали фокусирующие профилированные препятствия (как одиночные препятствия, так и каскад препятствий). Механизм инициирования детонации в этих запатентованных способах и устройствах заключается в разделении процесса перехода горения в детонацию на две стадии: сначала после поджигания горючей смеси турбулентный фронт пламени ускоряют при помощи турбулизатора до видимой скорости пламени 550-750 м/с с образованием первичной ударной волны с числом Маха не выше 2,5-3,0, затем для повышения длительности фазы сжатия в области за фронтом ударной волны турбулентный фронт пламени и фронт ударной волны пространственно отдаляют друг от друга с помощью гладкой секции трубы, установленной между турбулизатором и фокусирующими перед препятствиями, и воздействуют на фронт бегущей ударной волны энергией от очагов самовоспламенения горючей смеси, возникающих в результате многократных отражений ударной волны от фокусирующих препятствий, что приводит к эффективному усилению ударной волны и, в конечном счёте, к быстрому переходу ударной волны в детонацию. In the indicated patents of the Institute of Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences, focusing shaped obstacles (both single obstacles and a cascade of obstacles) were used to ensure a fast transition of combustion to detonation in a pipe with a combustible mixture. The mechanism of initiation of detonation in these patented methods and devices consists in dividing the transition of combustion into detonation into two stages: first, after ignition of the combustible mixture, the turbulent flame front is accelerated with a turbulator to an apparent flame speed of 550-750 m / s with the formation a primary shock wave with a Mach number not higher than 2.5-3.0, then to increase the duration of the compression phase in the region behind the shock wave front, the turbulent flame front and the shock wave front are spatially separated from each other by means of a smooth pipe section installed between the turbulator and focusing in front of obstacles, and affect the front of the traveling shock wave with energy from the centers of self-ignition of the combustible mixture resulting from multiple reflections of the shock wave from focusing obstacles, which leads to at enhancing the shock wave and, ultimately, a rapid transition to detonation shock wave.
Недостатком данных способов и устройств является их сложность и необходимость генерации достаточно сильной первичной ударной волны (число Маха до 2,5-3,0).  The disadvantage of these methods and devices is their complexity and the need to generate a sufficiently strong primary shock wave (Mach number up to 2.5-3.0).
Наиболее близкими к предлагаемому изобретению по технической сущности и механизму возникновения детонации являются способ и устройство, описанные в работах: Kuznetsov М., Alekseev V., Matsukov I., Kim Т.Н. Ignition, flame acceleration and detonations of methane-air mixture at different pressures and temperatures // Proc. 8th ISHP-MIE, Jokohama, Japan, 2010. - Paper No. ISH-118; Kuznetsov M. et al. DDT in methane-air mixtures // Shock Waves. - 2002, V.12, P. 215-220 (прототип). Closest to the proposed invention by the technical nature and mechanism of the occurrence of detonation are the method and device described in the works: Kuznetsov M., Alekseev V., Matsukov I., Kim T.N. Ignition, flame acceleration and detonations of methane-air mixture at different pressures and temperatures // Proc. 8 th ISHP-MIE, Jokohama, Japan, 2010. - Paper No. ISH-118; Kuznetsov M. et al. DDT in methane-air mixtures // Shock Waves. - 2002, V.12, P. 215-220 (prototype).
Инициирование детонации в способе-прототипе осуществляют путем установки в трубе набора регулярных кольцевых препятствий-турбулизаторов, обеспечивающих ускорение турбулентного фронта пламени, образование ударной волны и усиление образовавшейся ударной волны и достижение перехода горения в детонацию.  The initiation of detonation in the prototype method is carried out by installing a set of regular annular turbulent annular obstacles in the pipe, which accelerate the turbulent flame front, form a shock wave and strengthen the resulting shock wave and achieve a transition of combustion to detonation.
Способ-прототип осуществляют на устройстве, представляющем собой детонационную трубу с набором регулярных кольцевых препятствий-турбулизаторов, установленных в трубе с шагом S, равным диаметру трубы D, т.е., S = и с коэффициентом «блокировки» сечения трубы В (отношение площади затенения сечения одним кольцом Z к площади сечения детонационной трубы Ф В =Ζ/Φ), равным 0.3.  The prototype method is carried out on a device, which is a detonation pipe with a set of regular annular obstacles-turbulators installed in the pipe with a step S equal to the diameter of the pipe D, that is, S = and with a coefficient of "blocking" of the pipe section B (area ratio shading the cross section with one ring Z to the cross-sectional area of the detonation tube Ф В = Ζ / Φ), equal to 0.3.
Применение такого устройства для организации перехода горения в детонацию в метановоздушной смеси при давлении 1 атм и начальной температуре 293 К с помощью слабого источника зажигания (автомобильной свечи) привело к следующим результатам: в трубе диаметром 520 мм перехода горения в детонацию достигался на расстоянии более 17 м, в трубе диаметром 174 мм - на расстоянии более 8 м. Обращает на себя внимание тот факт, что в цитируемой работе в трубе диаметром 121 мм переход горения в детонацию при нормальных условиях никогда не достигался, хотя предельный диаметр гладкой (без препятствий-турбулизаторов) трубы £)цт для распространения детонации в метановоздушной смеси при нормальных условиях составляет D -im » 80-100 мм (Фролов СМ., Аксёнов B.C., Скрипник А.А. Инициирование детонации в смеси природного газа с воздухом в трубе с фокусирующим соплом // ДАН, 2011, Т. 436, N° 3, с. 346-350; Vasil'ev А.А. Optimization of acceleration of deflagration-to-detonation transition в книге: "Confined detonations and pulse detonation engines" G. Roy, S. Frolov, R. Santoro, S. Tsyganov (Eds) - Moscow: Torus Press, 2003, p. 41-48), Кроме того, в работе (Фролов СМ. Ускорение перехода в детонацию в газах: от К.И. Щёлкина до наших дней // ФГВ, 2012, Т. 48, Ns 3, с. 1-12) сообщается о достижении быстрого перехода горения в детонацию в трубе диаметром 94 мм с препятствиями специальной формы. The use of such a device for organizing the transition of combustion to detonation in a methane-air mixture at a pressure of 1 atm and an initial temperature of 293 K using a weak ignition source (a car candle) led to the following results: in a pipe with a diameter of 520 mm, the transition of combustion to detonation was achieved at a distance of more than 17 m , in a pipe with a diameter of 174 mm - at a distance of more than 8 m. attention is drawn to the fact that in the cited work in a pipe with a diameter of 121 mm, the transition of combustion to detonation under normal conditions was never achieved, although the limiting diameter of a smooth pipe (without turbulence obstacles) £) t for the propagation of detonation in a methane-air mixture under normal conditions is D - im »80-100 mm (Frolov SM., Aksyonov BC, Skripnik A.A. Initiation of detonation in a mixture of natural gas with air in a pipe with a focusing nozzle // DAN, 2011, T. 436, N ° 3, s . 346-350; Vasil'ev A.A. Optimization of acceleration of deflagration-to-detonation transition in the book: "Confined detonation s and pulse detonation engines "G. Roy, S. Frolov, R. Santoro, S. Tsyganov (Eds) - Moscow: Torus Press, 2003, p. 41-48), In addition, in (Frolov SM. Acceleration of transition to detonation in gases: from KI Shchelkin to the present day // FGV, 2012, T. 48, Ns 3, p. 1-12) it is reported that a rapid transition of combustion to detonation is achieved in a pipe with a diameter of 94 mm with special obstacles .
Следовательно, способ-прототип не обеспечивает оптимальных условий для перехода горения в детонацию, в результате чего в трубе, в которой еще может распространяться детонационная волна, переход горения в детонацию не достигается - детонация не возникает.  Therefore, the prototype method does not provide optimal conditions for the transition of combustion to detonation, as a result of which, in a pipe in which a detonation wave can still propagate, the transition of combustion to detonation is not achieved - detonation does not occur.
В устройстве-прототипе форма и схема расстановки препятствий- турбулизаторов в трубе не являются оптимальными, в результате не происходит переход горения в детонацию в трубе, в которой еще может распространяться детонационная волна.  In the prototype device, the shape and arrangement of obstacles-turbulators in the pipe are not optimal, as a result, there is no transition of combustion to detonation in the pipe, in which the detonation wave can still propagate.
Раскрытие изобретения  Disclosure of invention
Задачей изобретения является разработка способа инициирования детонации в трубе с горючей смесью, который обеспечит оптимальные условия для перехода горения в детонацию, что позволит уменьшить предцетонационное расстояние и время достижения перехода горения в детонацию.  The objective of the invention is to develop a method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture, which will provide optimal conditions for the transition of combustion to detonation, which will reduce the precetone distance and the time to reach the transition of combustion to detonation.
Задачей изобретения является также создание устройства (вариантов) для осуществления способа инициирования детонации в трубе с горючей смесью, форма и схема расстановки препятствий-турбулизаторов в котором будут оптимальными для надежного перехода горения в детонацию, что позволит использовать для достижения перехода горения в детонацию короткие трубы с диаметром, близким к предельному диаметру распространения детонации.  The objective of the invention is the creation of a device (options) for implementing the method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture, the shape and arrangement of obstacles-turbulators in which will be optimal for a reliable transition of combustion to detonation, which will allow to use short pipes with diameter close to the limit diameter of the propagation of detonation.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемыми: - способом инициирования детонации в трубе с горючей смесью, включающим ускорение турбулентного фронта пламени и усиление образовавшейся ударной волны путем установки в трубе набора препятствий-турбулизаторов, в котором для уменьшения преддетонационного расстояния и времени при ускорении турбулентного фронта пламени и усилении образовавшейся ударной волны осуществляют согласование темпа ускорения турбулентного фронта пламени и темпа усиления образовавшейся ударной волны, для чего в начале трубы устанавливают препятствия- турбулизаторы, форма и расстановка которых обеспечивают максимальный в процессе инициирования детонации темп ускорения турбулентного фронта пламени и образование ударной волны, а затем в трубе устанавливают препятствия- турбулизаторы, форма и расстановка которых обеспечивают снижение аэродинамического сопротивления и тем самым обеспечивают максимальный в процессе инициирования детонации темп усиления образовавшейся ударной волны при продолжающемся ускорении турбулентного фронта пламени. The solution to this problem is achieved by the proposed: - a method for initiating detonation in a pipe with a combustible mixture, including accelerating the turbulent flame front and amplifying the resulting shock wave by installing a set of turbulent obstacles in the pipe, in which the tempo is matched to reduce the pre-knock distance and time while accelerating the turbulent flame front and amplifying the resulting shock wave acceleration of the turbulent flame front and the rate of amplification of the resulting shock wave, for which obstacles are installed at the beginning of the pipe ators, the shape and arrangement of which ensures the maximum acceleration rate of the turbulent flame front during detonation initiation and the formation of a shock wave, and then obstacles are installed in the pipe — turbulators, the shape and arrangement of which reduce aerodynamic drag and thereby maximize the amplification rate during detonation initiation the resulting shock wave with continued acceleration of the turbulent flame front.
Препятствия-турбулизаторы, установленные в начале трубы для достижения максимального темпа ускорения турбулентного фронта пламени, и препятствия- турбулизаторы, установленные далее по длине трубы для достижения максимального темпа усиления образовавшейся ударной волны, можно разделить участком трубы без препятствий.  Obstacles-turbulizers installed at the beginning of the pipe to achieve the maximum acceleration rate of the turbulent flame front, and obstacles-turbulators installed further along the pipe to achieve the maximum rate of amplification of the resulting shock wave, can be divided by the pipe section without obstacles.
- устройством для осуществления способа инициирования детонации в трубе с горючей смесью, включающим детонационную трубу с набором препятствий- турбулизаторов и источник зажигания, в котором набор препятствий-турбулизаторов выполнен в виде охлаждаемых и/или неохлаждаемых, прямых и/или изогнутых пальцев, при этом в поперечных сечениях трубы, проведенных через точки крепления пальцев, содержится один или несколько пальцев, причем наибольшее число пальцев в указанных поперечных сечениях трубы находится в начале детонационной трубы на отрезке, составляющем не менее 1 диаметра трубы, а шаг между указанными поперечными сечениями вдоль продольной оси трубы остается постоянным или увеличивается равномерно или неравномерно по мере удаления от источника зажигания, при этом пальцы в указанных поперечных сечениях расположены так, что воображаемая непрерывная поверхность, последовательно проведенная через продольные оси пальцев, лежащих в соседних указанных поперечных сечениях трубы под углом друг к другу, образует винтовую поверхность. Пальцы могут быть прикреплены к продольному стержню и/или пакету стержней, размещенных вдоль трубы, и/или к стенке трубы. - a device for implementing a method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture, including a detonation pipe with a set of obstacles-turbulators and an ignition source, in which the set of obstacles-turbulators is made in the form of cooled and / or uncooled, straight and / or bent fingers, while the cross sections of the pipe drawn through the attachment points of the fingers contain one or more fingers, with the largest number of fingers in the indicated cross sections of the pipe located at the beginning of the detonation pipe A cutter of at least 1 pipe diameter, and the step between the indicated cross sections along the longitudinal axis of the pipe remains constant or increases uniformly or unevenly as you move away from the ignition source, while the fingers in these cross sections are arranged so that an imaginary continuous surface, sequentially drawn through the longitudinal axis of the fingers lying in the adjacent indicated cross sections of the pipe at an angle to each other, forms a helical surface. The fingers may be attached to a longitudinal rod and / or a stack of rods placed along the pipe and / or to the pipe wall.
Пальцы могут быть выполнены полыми и/или сплошными и имеют сечение различной геометрической формы.  The fingers can be made hollow and / or solid and have a cross section of various geometric shapes.
Охлаждаемые пальцы выполнены полыми.  The cooled fingers are hollow.
На отрезке детонационной трубы с наибольшим числом пальцев в поперечных сечениях трубы коэффициент «блокировки» сечения трубы может достигать 0,6-0,7, а по мере удаления от источника зажигания коэффициент «блокировки» сечения трубы снижается сначала до 0,4-0,5 и затем до 0,2-0,3.  On the segment of the detonation pipe with the largest number of fingers in the pipe cross-sections, the coefficient of “blocking” of the pipe section can reach 0.6-0.7, and as you move away from the ignition source, the coefficient of “blocking” of the pipe section decreases first to 0.4-0, 5 and then to 0.2-0.3.
Между отрезками детонационной трубы с коэффициентом «блокировки» сечения трубы, достигающим 0,6-0,7, и достигающим 0,4-0,5, можно устанавливать участок трубы без препятствий.  Between sections of a detonation pipe with a coefficient of "blocking" the cross section of the pipe, reaching 0.6-0.7, and reaching 0.4-0.5, you can set the pipe section without obstacles.
В зависимости от числа пальцев в поперечных сечениях трубы, проведенных через точки крепления пальцев, образуются различные конфигурации винтовой поверхности: «однозаходная» конфигурация, «двухзаходная» конфигурация, «трёхзаходная» конфигурация, «четырёхзаходная» конфигурация и «многозаходная» конфигурация, при этом по мере удаления от источника зажигания число пальцев в указанных плоскостях и, соответственно, число «заходов» в конфигурации винтовой поверхности, либо уменьшается, либо остается неизменным.  Depending on the number of fingers in the cross sections of the pipe drawn through the attachment points of the fingers, various configurations of the screw surface are formed: a “one-way” configuration, a “two-way” configuration, a “three-way” configuration, a “four-way” configuration, and a “multi-way” configuration, as you move away from the ignition source, the number of fingers in the indicated planes and, accordingly, the number of “approaches” in the configuration of the helical surface either decreases or remains unchanged.
- устройством для осуществления способа инициирования детонации в трубе с горючей смесью, включающим детонационную трубу с набором препятствий- турбулизаторов и источник зажигания, в котором набор препятствий-турбулизаторов состоит из двух блоков: первый блок расположен в начале детонационной трубы и представляет собой полузамкнутый объем, в котором установлены перфорированные пластины, заканчивающийся соплом, второй блок выполнен в виде охлаждаемых и/или неохлаждаемых, прямых и/или изогнутых пальцев, при этом в поперечных сечениях трубы, проведенных через точки крепления пальцев, содержится один или несколько пальцев, обеспечивающих коэффициент «блокировки» сечения трубы не выше 0.4, а шаг между указанными поперечными сечениями вдоль продольной оси трубы остается постоянным или увеличивается равномерно или неравномерно по мере удаления от источника зажигания, при этом пальцы в указанных поперечных сечениях расположены так, что воображаемая непрерывная поверхность, последовательно проведенная через продольные оси пальцев, лежащих в соседних указанных поперечных сечениях под углом друг к другу, образует винтовую поверхность. - a device for implementing the method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture, including a detonation pipe with a set of obstacles-turbulators and an ignition source, in which a set of obstacles-turbulators consists of two blocks: the first block is located at the beginning of the detonation pipe and is a semi-closed volume, in of which perforated plates are installed, ending with a nozzle, the second block is made in the form of cooled and / or uncooled, straight and / or curved fingers, while in cross sections t the loss drawn through the attachment points of the fingers contains one or more fingers providing a coefficient of “blocking” of the pipe section not higher than 0.4, and the step between the indicated cross sections along the longitudinal axis of the pipe remains constant or increases uniformly or unevenly with distance from the ignition source, the fingers in these cross sections are arranged so that an imaginary continuous surface, sequentially drawn through the longitudinal axis of the fingers lying in the adjacent indicated cross sections at an angle to each other, forms a helical surface.
Сопло первого блока набора препятствий-турбулизаторов может быть выполнено дозвуковым или сверхзвуковым.  The nozzle of the first block of a set of obstacles-turbulators can be made subsonic or supersonic.
Между первым и вторым блоками препятствий-турбулизаторов можно устанавливать участок трубы без препятствий.  Between the first and second blocks of obstacles-turbulators, you can install a pipe section without obstacles.
Пальцы могут быть прикреплены к продольному стержню, и/или пакету стержней, размещенных вдоль трубы, и/или к стенке трубы.  The fingers can be attached to a longitudinal rod, and / or a package of rods placed along the pipe, and / or to the wall of the pipe.
Пальцы могут быть выполнены полыми и/или сплошными и имеют сечение различной геометрической формы.  The fingers can be made hollow and / or solid and have a cross section of various geometric shapes.
Охлаждаемые пальцы выполнены полыми.  The cooled fingers are hollow.
В зависимости от числа пальцев в поперечных сечениях трубы, проведенных через точки крепления пальцев, образуются различные конфигурации винтовой поверхности: «однозаходная» конфигурация, «двухзаходная» конфигурация, «трёхзаходная» конфигурация, «четырёхзаходная» конфигурация и «многозаходная» конфигурация, при этом по мере удаления от источника зажигания число пальцев в указанных плоскостях и, соответственно, число «заходов» в конфигурации винтовой поверхности, либо уменьшается, либо остается неизменным.  Depending on the number of fingers in the cross sections of the pipe drawn through the attachment points of the fingers, various configurations of the screw surface are formed: a “one-way” configuration, a “two-way” configuration, a “three-way” configuration, a “four-way” configuration, and a “multi-way” configuration, as you move away from the ignition source, the number of fingers in the indicated planes and, accordingly, the number of “approaches” in the configuration of the helical surface either decreases or remains unchanged.
Предлагаемые способ и устройство (варианты) были разработаны на основе детальных теоретических и экспериментальных исследований влияния формы препятствий и схемы их расстановки на величину предцетонационного расстояния и длительность времени достижения перехода горения в детонацию.  The proposed method and device (options) were developed on the basis of detailed theoretical and experimental studies of the influence of the shape of obstacles and their arrangement on the value of the precetational distance and the length of time to achieve the transition of combustion to detonation.
Проведенные авторами изобретения многомерные расчеты показали, что для быстрого перехода горения в детонацию необязательно сначала получать первичную ударную волну заданной интенсивности и длительности, а затем использовать фокусирующие препятствия сложной формы, либо применять трубы с препятствиями большой длины, главное - достижение оптимального согласования темпа ускорения турбулентного фронта пламени и темпа усиления ударной волны, что и приведет к переходу горения в детонацию независимо от скорости первоначальной ударной волны. Такое оптимальное согласование темпов ускорения фронта пламени и ударной волны обеспечивается подбором формы и схемы расстановки специальных препятствий-турбулизаторов на основе расчетов и испытаний. Было установлено, что для одновременного ускоренного распространения и фронта пламени, и ударной волны требуется наличие развитого турбулентного течения в детонационной трубе, причем, чем выше уровень турбулентности горючей смеси (но не превышающий критическое значение, при котором турбулентность приводит к погасанию пламени), тем быстрее возрастает площадь поверхности пламени, и тем быстрее ускоряются пламя и ударной волны, то есть возникающий после поджигания горючей смеси фронт пламени необходимо максимально быстро и эффективно турбулизовать, но для дальнейшего прогрессирующего усиления ударной волны (и одновременного ускорения фронта пламени) с увеличением расстояния от источника зажигания форма и расстановка препятствий должны обеспечить уменьшение аэродинамического сопротивления движению ударной волны, то есть обеспечить уменьшение потерь количества движения ударно сжатой горючей смеси. Установленные закономерности были использованы для разработки предлагаемого способа и в конструкции предлагаемого устройства (вариантов). Multidimensional calculations performed by the inventors have shown that for a quick transition of combustion to detonation it is not necessary to first obtain a primary shock wave of a given intensity and duration, and then use focusing obstacles of complex shape, or use pipes with obstacles of great length, the main thing is to achieve optimal coordination of the acceleration rate of the turbulent front flame and the rate of amplification of the shock wave, which will lead to the transition of combustion to detonation, regardless of the speed of the initial shock wave s. Such an optimal coordination of the acceleration rates of the flame front and the shock wave is ensured by the selection of the shape and arrangement of special turbulent obstacles based on calculations and tests. It was found that for the simultaneous accelerated propagation of both the flame front and the shock wave, a developed turbulent flow in the detonation tube is required, and the higher the level of turbulence of the combustible mixture (but not exceeding the critical value at which turbulence leads to the extinction of the flame), the faster the surface area of the flame increases, and the faster the flame and the shock wave are accelerated, that is, the flame front arising after ignition of the combustible mixture must be quickly and efficiently run, but for further progressive amplification of the shock wave (and simultaneous acceleration of the flame front) with increasing distance from the ignition source, the shape and placement of obstacles should provide a decrease in aerodynamic resistance to the movement of the shock wave, that is, to reduce the amount of movement of the shock-compressed combustible mixture. The established patterns were used to develop the proposed method and in the design of the proposed device (options).
Краткое описание чертежей  Brief Description of the Drawings
На фиг. 1 приведена схема первого варианта заявляемого устройства.  In FIG. 1 shows a diagram of a first embodiment of the inventive device.
На фиг. 2а изображены прямые пальцы, прикрепленные к продольному стержню, в поперечных сечениях трубы содержится по два пальца, угол между пальцами, лежащими в одной плоскости 180о,  In FIG. 2a shows straight fingers attached to a longitudinal rod, two fingers are contained in the cross sections of the pipe, the angle between the fingers lying in one plane 180 °,
На фиг. 26 изображены прямые пальцы, прикрепленные к стенке трубы, в поперечных сечениях трубы содержится один палец  In FIG. 26 shows straight fingers attached to the pipe wall, one finger is contained in the cross sections of the pipe
На фиг. 3 приведена схема второго варианта заявляемого устройства.  In FIG. 3 shows a diagram of a second embodiment of the claimed device.
На фиг. 4 представлена осциллограмма давления в дополнительном гладком (без препятствий) участке трубы (измерительная база 4370-4870 мм).  In FIG. Figure 4 shows the pressure waveform in an additional smooth (without obstacles) pipe section (measuring base 4370-4870 mm).
На фиг. 5 представлена осциллограмма давления в дополнительном гладком (без препятствий) участке трубы (измерительная база 2983-3383 мм).  In FIG. Figure 5 shows the pressure waveform in an additional smooth (without obstacles) pipe section (measuring base 2983-3383 mm).
Варианты осуществления изобретения  Embodiments of the invention
Способ инициирования детонации в трубе с горючей смесью в соответствии с настоящим изобретением реализуется в следующих вариантах устройства:  The method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture in accordance with the present invention is implemented in the following embodiments of the device:
/. Первый вариант заявляемого устройства  /. The first variant of the claimed device
На фиг. 1 приведена схема первого варианта заявляемого устройства .Основной элемент устройства - детонационная труба (1) с поперечным сечением круговой, прямоугольной, овальной и др. геометрической формы, содержащая набор препятствий-турбулизаторов (2), слабый источник зажигания (3) и систему подачи > горючей смеси (или ее компонентов) (на фиг. не показана). In FIG. 1 shows a diagram of the first embodiment of the claimed device. The main element of the device is a detonation tube (1) with a cross section of a circular, rectangular, oval and other geometric shapes containing a set obstacles-turbulators (2), a weak ignition source (3) and a supply system> of a combustible mixture (or its components) (not shown in Fig.).
Набор препятствий-турбулизаторов (2) первого варианта предлагаемого устройства выполнен в виде охлаждаемых и/или неохлаждаемых, прямых и/или изогнутых пальцев (на фиг.1 изображены прямые пальцы), прикрепленных либо к продольному стержню (4), расположенному по оси трубы (1), либо к стенке трубы (1), либо присутствуют оба вида крепления пальцев. В поперечных сечениях (5) детонационной трубы, проведенных через точки крепления пальцев, содержится один или несколько пальцев, а шаг между указанными поперечными сечениями вдоль продольной оси трубы остается постоянным или увеличивается равномерно или неравномерно по мере удаления от источника зажигания (3) (на фиг. 1 изображено неравномерное увеличение шага). Пальцы в поперечных сечениях (5) расположены так, что воображаемая непрерывная поверхность, последовательно проведенная через продольные оси пальцев, лежащих в соседних указанных поперечных сечениях под углом а друг к другу, образует винтовую поверхность (для наглядности приведена фиг. 2а, где изображены прямые пальцы, прикрепленные к продольному стержню, в поперечных сечениях трубы содержится по два пальца, угол между пальцами, лежащими в одной плоскости 180°, и фиг. 26, где изображены прямые пальцы, прикрепленные к стенке трубы, в поперечных сечениях трубы содержится один палец.  A set of turbulence obstacles (2) of the first embodiment of the proposed device is made in the form of cooled and / or uncooled, straight and / or curved fingers (straight fingers are shown in Fig. 1) attached either to a longitudinal rod (4) located along the pipe axis ( 1), either to the wall of the pipe (1), or both types of fastening of the fingers are present. In the cross sections (5) of the detonation pipe, drawn through the attachment points of the fingers, one or more fingers are contained, and the step between these cross sections along the longitudinal axis of the pipe remains constant or increases uniformly or unevenly with distance from the ignition source (3) (in FIG. .1 shows an uneven increase in pitch). The fingers in cross sections (5) are arranged so that an imaginary continuous surface drawn sequentially through the longitudinal axis of the fingers lying in adjacent indicated cross sections at an angle a to each other forms a helical surface (for clarity, Fig. 2a, where straight fingers are shown attached to the longitudinal rod, in the cross sections of the pipe contains two fingers, the angle between the fingers lying in the same plane 180 °, and Fig. 26, which shows the straight fingers attached to the pipe wall, in transverse The pipe sections contain one finger.
На фиг. 1 представлены также поперечные сечения (5) детонационной трубы в точках I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, содержащие различное число пальцев. По мере удаления от источника зажигания (3) число пальцев в поперечном сечении детонационной трубы уменьшается.  In FIG. 1 also shows cross sections (5) of the detonation tube at points I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, containing a different number of fingers. As you move away from the ignition source (3), the number of fingers in the cross section of the detonation tube decreases.
2. Второй вариант заявляемого устройства  2. The second variant of the claimed device
На фиг. 3 приведена схема второго варианта заявляемого устройства.  In FIG. 3 shows a diagram of a second embodiment of the claimed device.
Основной элемент устройства, как и в первом варианте, - детонационная труба (1) с поперечным сечением круговой, прямоугольной, овальной и др. геометрической формы, содержащая набор препятствий-турбулизаторов (2), слабый источник зажигания (3) и систему подачи горючей смеси (или ее компонентов) (на фиг. не показана).  The main element of the device, as in the first embodiment, is a detonation tube (1) with a circular, rectangular, oval, and other geometric cross-section, containing a set of obstacles-turbulators (2), a weak ignition source (3), and a fuel supply system (or its components) (not shown in FIG.).
Набор препятствий-турбулизаторов (2) второго варианта предлагаемого устройства выполнен в виде двух блоков: первый блок (4) ("бустер") размещен в начале детонационной трубы (1) и представляет собой полузамкнутый объем, в котором установлены перфорированные пластины, он заканчивается соплом (5). (Конструкция "бустера" является предметом отдельной заявки «Устройство для турбулизации и ускорения фронта пламени», поданной одновременно с данной). Второй блок препятствий-турбулизаторов выполнен в виде охлаждаемых и/или неохлаждаемых, прямых и/или изогнутых пальцев (на фиг. изображены прямые пальцы), прикрепленных либо к продольному стержню (6), расположенному по оси трубы (1), либо к стенке трубы, либо присутствуют оба вида крепления пальцев. В поперечных сечениях (7) детонационной трубы, проведенных через точки крепления пальцев, содержится один или несколько пальцев, а шаг между указанными поперечными сечениями вдоль продольной оси трубы остается постоянным или увеличивается равномерно или неравномерно по мере удаления от источника зажигания (3) (на фиг. 3 изображено неравномерное увеличение шага). Пальцы в поперечных сечениях (7) расположены так, что воображаемая непрерывная поверхность, последовательно проведенная через продольные оси пальцев, лежащих в соседних указанных поперечных сечениях под углом с друг к другу, образует винтовую поверхность (см. фиг. 2а и 26). A set of obstacles-turbulizers (2) of the second variant of the proposed device is made in the form of two blocks: the first block (4) (“booster”) is placed at the beginning of the detonation tube (1) and is a semi-closed volume, in where perforated plates are installed, it ends with a nozzle (5). (The design of the “booster” is the subject of a separate application “Device for turbulization and acceleration of the flame front”, filed simultaneously with this one). The second block of turbulence obstacles is made in the form of cooled and / or uncooled, straight and / or bent fingers (straight fingers are shown in Fig.) Attached either to a longitudinal rod (6) located along the pipe axis (1) or to the pipe wall or both types of finger fastening are present. Cross sections (7) of the detonation pipe drawn through the attachment points of the fingers contain one or more fingers, and the step between these cross sections along the longitudinal axis of the pipe remains constant or increases uniformly or unevenly with distance from the ignition source (3) (in FIG. 3 shows an uneven step increment). The fingers in cross sections (7) are arranged so that an imaginary continuous surface drawn sequentially through the longitudinal axis of the fingers lying in adjacent indicated cross sections at an angle to each other forms a helical surface (see Figs. 2a and 26).
На фиг. 3 представлены также поперечные сечения (7) детонационной трубы в точках I, И, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, содержащие различное число пальцев. По мере удаления от источника зажигания (3) число пальцев в поперечных сечениях трубы уменьшается.  In FIG. 3 also shows cross sections (7) of the detonation tube at points I, I, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, containing a different number of fingers. As you move away from the ignition source (3), the number of fingers in the cross sections of the pipe decreases.
Из сравнения фиг. 1 и фиг. 3 можно видеть, что во втором варианте заявляемого устройства максимальное число пальцев в поперечных сечениях (7) детонационной трубы, проведенных через точки крепления пальцев, меньше, что упрощает конструкцию устройства и обеспечивает уменьшение предцетонационного расстояния и времени достижения перехода горения в детонацию.  From a comparison of FIG. 1 and FIG. 3, it can be seen that in the second embodiment of the inventive device, the maximum number of fingers in cross sections (7) of the detonation pipe drawn through the fastening points of the fingers is less, which simplifies the design of the device and reduces the precetonation distance and the time it takes to achieve the transition of combustion to detonation.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.  The proposed device operates as follows.
Через систему подачи горючей смеси или ее компонентов детонационная труба (1) заполняется горючей смесью. Горючая смесь поджигается источником зажигания (3).  Through the feed system of the combustible mixture or its components, the detonation tube (1) is filled with the combustible mixture. The combustible mixture is ignited by the ignition source (3).
В первом варианте предлагаемого устройства (фиг. 1) максимальный в процессе инициирования детонации темп ускорения турбулентного фронта пламени и образование ударной волны, необходимые в начале процесса, обеспечиваются тем, что в начале детонационной трубы на отрезке, составляющем не менее 1 диаметра трубы, в поперечных сечениях детонационной трубы, проведенных через точки крепления пальцев, содержится наибольшее число пальцев (коэффициент «блокировки» сечения трубы, зависящий также от толщины пальцев, достигает 0,6-0,7), а шаг между указанными поперечными сечениями минимальный. В результате фронт пламени, возникающий после поджигания смеси, двигаясь по детонационной трубе на указанном отрезке, и свежая горючая смесь, находящаяся перед фронтом пламени, сильно турбулизуются, что приводит к резкому возрастанию площади поверхности пламени и удельного энерговыделения в единице объема и обеспечивает максимальный темп ускорения турбулентного фронта пламени и образование ударной волны. Затем, по мере удаления от источника зажигания (3), число пальцев в поперечных сечениях трубы и, следовательно, коэффициент «блокировки» сечения трубы уменьшаются до 0,4-0,5 и далее до 0,2-0,3, это в сочетании с увеличением шага между пальцами вдоль продольной оси трубы позволяет снизить аэродинамическое сопротивление бегущей ударной волны и обеспечивает максимальный в процессе инициирования детонации темп усиления образовавшейся ударной волны. Одновременно с этим благодаря увеличению скорости ударной волны нарастает уровень турбулентности в горючей смеси за фронтом ударной волны и продолжается ускорение турбулентного фронта пламени. В результате достигается оптимальное согласование темпа ускорения турбулентного фронта пламени и темпа усиления ударной волны, что приводит к возникновению детонации в области между ударной волны и фронтом пламени. In the first embodiment of the proposed device (Fig. 1), the maximum acceleration rate of the turbulent flame front and the formation of a shock wave, which are necessary at the beginning of the process, are ensured by the fact that at the beginning of the detonation pipe a segment of at least 1 pipe diameter the cross sections of the detonation pipe drawn through the finger attachment points contain the largest number of fingers (the coefficient of "blocking" of the pipe section, which also depends on the thickness of the fingers, reaches 0.6-0.7), and the pitch between the indicated cross sections is minimal. As a result, the flame front that arises after the mixture is ignited, moving along the detonation tube in the indicated section, and the fresh combustible mixture in front of the flame front are strongly turbulized, which leads to a sharp increase in the flame surface area and specific energy release per unit volume and provides the maximum acceleration rate turbulent flame front and shock wave formation. Then, as you move away from the ignition source (3), the number of fingers in the cross sections of the pipe and, therefore, the coefficient of “blocking” the pipe section decreases to 0.4-0.5 and then to 0.2-0.3, this Combined with an increase in the pitch between the fingers along the longitudinal axis of the pipe, the aerodynamic drag of the traveling shock wave is reduced and the amplification rate of the resulting shock wave is maximum during detonation initiation. At the same time, due to an increase in the speed of the shock wave, the level of turbulence in the combustible mixture increases behind the front of the shock wave and the acceleration of the turbulent flame front continues. As a result, optimal coordination is achieved between the acceleration rate of the turbulent flame front and the amplification rate of the shock wave, which leads to detonation in the region between the shock wave and the flame front.
Во втором варианте предлагаемого устройства (фиг. 3) для ускоренного создания развитой турбулентности в начале детонационной трубы установлен первый блок препятствий-турбулизаторов ("бустер") (4), заканчивающийся соплом (5). Возникающее после поджигания горючей смеси пламя быстро охватывает весь объём "бустера" благодаря его конструкции, позволяющей организовать многоструйно- турбулентное зажигание и горение. Быстрое сгорание горючей смеси в полузамкнутом объеме "бустера" приводит к повышению давления в нём и выталкиванию через сопло (5) в детонационную трубу (1) сначала порции высокоскоростной турбулизованной свежей горючей смеси, ведомой сформировавшейся ударной волной, а затем и сильно турбулизованного фронта пламени. Благодаря "бустеру" (4) пламя приобретает высокую скорость распространения уже в самом начале детонационной трубы (1), а наличие ударной волны, бегущей впереди пламени и взаимодействующей с пальцами второго блока препятствий-турбулизаторов, способствует дальнейшей турбулизации свежей горючей смеси и ускорению пламени. Благодаря сравнительно невысокому коэффициенту «блокировки» сечения трубы (не выше 0,4) темп усиления ударной волны быстро возрастает, и переход горения в детонацию во втором варианте предлагаемого устройства происходит на меньшем расстоянии от источника зажигания и за меньшее время. In the second embodiment of the proposed device (Fig. 3) for the accelerated creation of developed turbulence at the beginning of the detonation tube, the first block of turbulence obstacles (“booster”) (4) is installed, ending with a nozzle (5). The flame arising after ignition of the combustible mixture quickly covers the entire volume of the “booster” due to its design, which makes it possible to organize multi-jet turbulent ignition and combustion. The rapid combustion of a combustible mixture in a semi-closed volume of a “booster” leads to an increase in pressure in it and expulsion through a nozzle (5) into the detonation tube (1) of a portion of a high-speed turbulized fresh combustible mixture, driven by the formed shock wave, and then a highly turbulent flame front. Thanks to the “booster” (4), the flame acquires a high propagation speed already at the very beginning of the detonation tube (1), and the presence of a shock wave running in front of the flame and interacting with the fingers the second block of obstacles-turbulizers, contributes to further turbulization of the fresh combustible mixture and the acceleration of the flame. Due to the relatively low coefficient of "blocking" of the pipe section (not higher than 0.4), the shock wave amplification rate increases rapidly, and the transition of combustion to detonation in the second embodiment of the proposed device occurs at a shorter distance from the ignition source and in less time.
В обоих вариантах предлагаемого устройства может быть установлен участок трубы без препятствий. Этот участок в трубе позволит отдалить фронт лидирующей ударной волны от турбулентного фронта пламени и тем самым дополнительно повысить надежность перехода горения в детонацию. Если лидирующая ударной волны и фронт пламени не отдалены друг от друга на достаточное расстояние, то турбулентный фронт пламени, распространяющийся с видимой скоростью V, может «накрыть» зарождающиеся очаги самовоспламенения за фронтом лидирующей ударной волны, и переход горения в детонацию не происходит. Поэтому длина участка без препятствий должна быть не меньше, чем L = V-τ , где τ - время индукции самовоспламенения горючей смеси при нормальном отражении ударной волны, порождаемой пламенем, от жесткой стенки (см. Фролов СМ. Быстрый переход горения в детонацию // Химическая физика, 2008, т. 27, Ν° 6, с. 31-44 и Басевич В.Я., Фролов СМ., Посвянский B.C. Условия существования стационарной гетерогенной детонации // Химическая физика, 2005, т. 24, N 7, с. 60-70).  In both versions of the proposed device can be installed in a pipe section without obstacles. This section in the pipe will make it possible to distance the leading shock wave front from the turbulent flame front and thereby further increase the reliability of the transition of combustion to detonation. If the leading shock wave and the flame front are not sufficiently distant from each other, then the turbulent flame front propagating with a visible velocity V can “cover” the incipient centers of self-ignition behind the front of the leading shock wave, and the transition from combustion to detonation does not occur. Therefore, the length of the section without obstacles should be no less than L = V-τ, where τ is the time of induction of self-ignition of the combustible mixture under normal reflection of the shock wave generated by the flame from the rigid wall (see Frolov SM. Rapid transition of combustion to detonation // Chemical Physics, 2008, vol. 27, ° 6, pp. 31-44 and Basevich V.Ya., Frolov SM., Posvyanskiy BC Conditions for the existence of stationary heterogeneous detonation // Chemical Physics, 2005, vol. 24, No. 7, p. 60-70).
Пример осуществления изобретения на опытном образце предлагаемого устройства вариант 1.  An example embodiment of the invention on a prototype of the proposed device option 1.
Приводим пример осуществления изобретения на опытном образце предлагаемого устройства вариант 1, оснащённого регистрирующей аппаратурой. В детонационной трубе диаметром 150 мм и длиной 4000 мм установили набор препятствий-турбулизаторов в виде стержня с пальцами длиной 3500 мм, составленного из семи секций, каждая длиной 500 мм. В конце детонационной трубы к ней присоединили дополнительный гладкий (без препятствий) участок трубы длиной 1000 мм и диаметром 150 мм для измерения параметров детонации после выхода из участка трубы с препятствиями-турбулизаторами.  We give an example embodiment of the invention on a prototype of the proposed device option 1, equipped with recording equipment. In the detonation tube with a diameter of 150 mm and a length of 4000 mm, a set of turbulence obstacles was installed in the form of a rod with fingers with a length of 3500 mm, composed of seven sections, each 500 mm long. At the end of the detonation pipe, an additional smooth (without obstacles) section of the pipe with a length of 1000 mm and a diameter of 150 mm was attached to it to measure the detonation parameters after leaving the pipe section with turbulent obstacles.
В первых четырёх секциях число пальцев в поперечных сечениях детонационной трубы, содержащих пальцы, равно четырем («четырёхзаходная» конфигурация). Пальцы образуют кресты с шагом 25 мм и углом а = 23° (см. фиг. 1, виды IV, V, VI), в каждой из первых четырех секций находится 20 крестов (первый крест каждой секции устанавливается на расстоянии 25 мм от начала стержня в этой секции). В пятой секции в поперечных сечениях число пальцев равно двум («двухзаходная» конфигурация), пальцы расположены на общей продольной оси в форме перекладины с шагом 25 мм и углом а = 23° (см. фиг. 1, виды VII, VIII, IX), всего в пятой секции 20 перекладин. В остальных двух секциях в поперечных сечениях содержится один палец («однозаходная» конфигурация), шаг между пальцами составляет 50 мм, угол d = 45° (см. фиг. 3, виды VII, VIII, IX). In the first four sections, the number of fingers in the cross sections of the detonation tube containing the fingers is four (“four-way” configuration). The fingers form crosses with a pitch of 25 mm and an angle a = 23 ° (see Fig. 1, types IV, V, VI), in each of the first four sections there are 20 crosses (the first cross of each section is set at a distance of 25 mm from the beginning of the rod in this section). In the fifth section, in cross sections, the number of fingers is two (“two-way” configuration), the fingers are located on a common longitudinal axis in the form of a crossbar with a pitch of 25 mm and an angle a = 23 ° (see Fig. 1, types VII, VIII, IX) , in total in the fifth section there are 20 crossbars. In the other two sections, one finger is contained in cross sections (“one-way” configuration), the step between the fingers is 50 mm, the angle d = 45 ° (see Fig. 3, views VII, VIII, IX).
Зажигание горючей смеси (стехиометрическая смесь метана и воздуха при давлении 0,1 МПа и температуре 293±2 К) осуществляли двумя автомобильными свечами с общей энергией зажигания 0,2 Дж. Параметры ударной волны измеряли с помощью семи датчиков давления типа РСВ-113В24, установленных на расстояниях 1873, 2373, 2873, 3373, 3871, 4370 и 4870 мм от источника зажигания. Все датчики были соединены с персональным компьютером через аналого-цифровой преобразователь. Погрешность измерения скорости ударной волны не превышала 3%. Результаты измерений представлены в таблице 1, из которой видно, что на выходе из участка детонационной трубы с препятствиями-турбулизаторами регистрируется пересжатая детонация, распространяющаяся со скоростью 1880±60 м/с, а на последней измерительной базе 4370-4870 мм регистрируется самоподдерживающаяся детонация, распространяющаяся со средней скоростью 1680±50 м/с, которая ~ на 10% ниже скорости детонации Чепмена - Жуге (дефицит скорости детонации связан с околопредельным - спиновым - режимом распространения детонации).  The ignition of a combustible mixture (a stoichiometric mixture of methane and air at a pressure of 0.1 MPa and a temperature of 293 ± 2 K) was carried out by two automobile candles with a total ignition energy of 0.2 J. The shock wave parameters were measured using seven RSV-113V24 pressure sensors installed at distances of 1873, 2373, 2873, 3373, 3871, 4370 and 4870 mm from the ignition source. All sensors were connected to a personal computer via an analog-to-digital converter. The error in measuring the velocity of the shock wave did not exceed 3%. The measurement results are presented in Table 1, from which it is seen that at the exit from the detonation tube section with turbulent obstacles, overdriven detonation is recorded, propagating at a speed of 1880 ± 60 m / s, and self-sustaining detonation, propagating at the last measuring base of 4370-4870 mm, is recorded with an average velocity of 1680 ± 50 m / s, which is ~ 10% lower than the Chapman - Jouguet detonation velocity (the detonation velocity deficiency is associated with the near-limit - spin - mode of detonation propagation).
Таблица 1.  Table 1.
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
На фиг. 4 представлена осциллограмма давления в дополнительном гладком (без препятствий) участке трубы (измерительная база 4370-4870 мм). Из фиг. 4 видно, что структура волны в дополнительном гладком участке трубы соответствует структуре спиновой детонации с характерными слабо затухающими колебаниями сигнала с частотой 3,7-4,0 кГц, хорошо согласующейся с известным эвристическим «правилом» s/d ~ 3, где s - шаг спина, a d - диаметр трубы. Действительно, согласно этому правилу частота спина должна составить D/(3d) = (1630-1730)/3/0.15 = (3,6-3,9) кГц, где D - скорость детонации. В серии опытов на описанном опытном образце предлагаемого устройства время от момента зажигания до перехода горения в детонацию составило ~ 40 мс. In FIG. Figure 4 shows the pressure waveform in an additional smooth (without obstacles) pipe section (measuring base 4370-4870 mm). From FIG. Figure 4 shows that the wave structure in the additional smooth section of the pipe corresponds to the structure of spin detonation with characteristic weakly damped oscillations signal with a frequency of 3.7-4.0 kHz, which is in good agreement with the well-known heuristic "rule" s / d ~ 3, where s is the spin pitch, ad is the pipe diameter. Indeed, according to this rule, the spin frequency should be D / (3d) = (1630-1730) /3/0.15 = (3.6-3.9) kHz, where D is the detonation velocity. In a series of experiments on the described prototype of the proposed device, the time from the moment of ignition to the transition of combustion to detonation was ~ 40 ms.
Пример осуществления изобретения на опытном образце предлагаемого устройства вариант 2.  An example embodiment of the invention on a prototype of the proposed device option 2.
Приводим пример осуществления изобретения на опытном образце предлагаемого устройства вариант 2, оснащенного регистрирующей аппаратурой, с околопредельным диаметром детонационной трубы, равным 94 мм. К входной части детонационной трубы диаметром 94 мм и длиной 2870 мм присоединили первый блок препятствий-турбулизаторов ("бустер") внутренним диаметром 205 мм и длиной 400 мм, сообщающийся с детонационной трубой через сужающееся (дозвуковое) сопло длиной 78 мм и диаметром выходного отверстия 94 мм. В корпусе "бустера" установили восемь препятствий-турбулизаторов - перфорированных пластин. Все пластины имели отверстия одинакового размера (диаметр 19 мм). За "бустером" в трубе установили второй блок препятствий-турбулизаторов в виде стержня с пальцами длиной 2220 мм, составленного из семи секций по 317 мм. В конце детонационной трубы к ней присоединили дополнительный гладкий (без препятствий) участок трубы длиной 600 мм и диаметром 94 мм для измерения параметров детонации после выхода из участка трубы с препятствиями-турбулизаторами.  Here is an example embodiment of the invention on a prototype of the proposed device option 2, equipped with recording equipment, with a near-limit diameter of the detonation pipe equal to 94 mm To the inlet of the detonation tube with a diameter of 94 mm and a length of 2870 mm, the first block of turbulence obstacles (“booster”) was connected with an inner diameter of 205 mm and a length of 400 mm, communicating with the detonation tube through a narrowing (subsonic) nozzle 78 mm long and the diameter of the outlet 94 mm Eight obstacles-turbulators — perforated plates — were installed in the “booster” case. All plates had holes of the same size (diameter 19 mm). Behind the “booster”, a second block of turbulence obstacles was installed in the pipe in the form of a rod with fingers 2220 mm long, made up of seven sections of 317 mm each. At the end of the detonation pipe, an additional smooth (without obstacles) section of the pipe with a length of 600 mm and a diameter of 94 mm was attached to it to measure the detonation parameters after leaving the pipe section with turbulent obstacles.
В первой секции второго блока препятствий-турбулизаторов число пальцев в поперечных сечениях детонационной трубы, содержащих пальцы, равно двум («двухзаходная» конфигурация); пальцы расположены на общей продольной оси в форме перекладины с шагом 25 мм и углом с = 30° (см. фиг. 3, виды I, И, III), всего в секции 12 перекладин (первая перекладина в секции устанавливается на расстоянии 12.5 мм от начала стержня). Во второй секции пальцы имеют вид перекладин с шагом 37.5 мм и углом d = 45° (см. фиг. 3, виды IV, V, VI), всего в секции 8 перекладин. В остальных пяти секциях в поперечных сечениях содержится один палец, шаг 37,5 мм и угол d = 45° (см. фиг. 3, виды VII, VIII, IX).  In the first section of the second block of turbulence obstacles, the number of fingers in the cross sections of the detonation tube containing the fingers is two (two-way configuration); the fingers are located on a common longitudinal axis in the form of a crossbar with a pitch of 25 mm and an angle c = 30 ° (see Fig. 3, types I, I, III), only in section 12 of the crossbars (the first crossbar in the section is installed at a distance of 12.5 mm from the beginning of the rod). In the second section, the fingers have the form of crossbars with a pitch of 37.5 mm and an angle d = 45 ° (see Fig. 3, views IV, V, VI), in total in section 8 of the crossbars. The remaining five sections in cross sections contain one finger, a pitch of 37.5 mm and an angle d = 45 ° (see Fig. 3, types VII, VIII, IX).
Зажигание горючей смеси (стехиометрическая смесь природного газа (98% метана) и воздуха при давлении 0,1 МПа и температуре 293±2 К) осуществляли двумя автомобильными свечами. Параметры ударной волны измеряли с помощью девяти датчиков давления типа РСВ-113В24, установленных на расстояниях 300, 700, 1104, 1504, 1926, 2328, 2578, 2983 и 3383 мм от выходного среза сопла бустера. Все датчики были соединены с персональным компьютером через аналого-цифровой преобразователь. Погрешность измерения скорости ударной волны не превышала 3%. Результаты измерений представлены в таблице 2, из которой видно, что на измерительной базе 1926-2328 мм - на выходе из участка детонационной трубы с препятствиями-турбулизаторами регистрируется пересжатая детонация, распространяющаяся со скоростью 1950±60 м/с, а на последней измерительной базе 2983-3383 мм регистрируется самоподдерживающаяся детонация, распространяющаяся со скоростью 1750±50 м/с. The ignition of a combustible mixture (a stoichiometric mixture of natural gas (98% methane) and air at a pressure of 0.1 MPa and a temperature of 293 ± 2 K) was carried out by two car candles. The shock wave parameters were measured using nine RSV-113V24 pressure sensors installed at distances of 300, 700, 1104, 1504, 1926, 2328, 2578, 2983, and 3383 mm from the exit section of the booster nozzle. All sensors were connected to a personal computer via an analog-to-digital converter. The error in measuring the velocity of the shock wave did not exceed 3%. The results of the measurements are presented in table 2, from which it is seen that at the measuring base of 1926-2328 mm - at the exit from the detonation tube section with turbulent obstacles, overdriven detonation is recorded, propagating at a speed of 1950 ± 60 m / s, and at the last measuring base 2983 -3383 mm recorded self-sustaining detonation, propagating at a speed of 1750 ± 50 m / s.
Таблица 2.  Table 2.
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0001
На фиг. 5 представлена осциллограмма давления в дополнительном гладком In FIG. Figure 5 shows the pressure waveform in an additional smooth
(без препятствий) участке трубы (измерительная база 2983-3383 мм). Из фиг. 5 видно, что структура волны в дополнительном гладком участке трубы соответствует структуре спиновой детонации с характерными, слабо затухающими колебаниями сигнала с частотой ~ 6 кГц), хорошо согласующейся с известным эвристическим «правилом» sld ~ 3, где s - шаг спина, a d - диаметр трубы. Время от момента зажигания до перехода горения в детонацию составило ~ 23 мс. (without obstacles) pipe section (measuring base 2983-3383 mm). From FIG. Figure 5 shows that the wave structure in the additional smooth section of the tube corresponds to the structure of spin detonation with characteristic weakly damped signal oscillations with a frequency of ~ 6 kHz), which is in good agreement with the well-known heuristic "rule" sld ~ 3, where s is the spin pitch, ad is the diameter pipes. The time from the moment of ignition to the transition of combustion to detonation was ~ 23 ms.
Таким образом, предложенные способ и устройство (варианты) обеспечивают оптимальное согласование темпа ускорения фронта пламени и темпа усиления ударной волны, что позволяет уменьшить преддетонационное расстояние и время достижения перехода горения в детонацию и позволяет использовать для инициирования детонации короткие трубы с диаметром, близким к предельному диаметру распространения детонации.  Thus, the proposed method and device (options) provide optimal coordination of the acceleration rate of the flame front and the amplification rate of the shock wave, which allows to reduce the pre-knock distance and time to achieve the transition of combustion to detonation and allows the use of short pipes with a diameter close to the limiting diameter to initiate detonation detonation propagation.

Claims

Формула изобретения  Claim
Пункт 1. Способ инициирования детонации в трубе с горючей смесью, включающий ускорение турбулентного фронта пламени и усиление образовавшейся ударной волны путем установки в трубе набора препятствий-турбулизаторов, отличающийся тем, что для уменьшения преддетонационного расстояния и времени при ускорении турбулентного фронта пламени и усилении образовавшейся ударной волны осуществляют согласование темпа ускорения турбулентного фронта пламени и темпа усиления образовавшейся ударной, для чего в начале трубы устанавливают препятствия-турбулизаторы, форма и расстановка которых обеспечивают максимальный в процессе инициирования детонации темп ускорения турбулентного фронта пламени и образование ударной, а затем в трубе устанавливают препятствия- турбулизаторы, форма и расстановка которых обеспечивают снижение аэродинамического сопротивления и тем самым обеспечивают максимальный в процессе инициирования детонации темп усиления образовавшейся ударной волны при продолжающемся ускорении турбулентного фронта пламени.  Item 1. A method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture, including accelerating a turbulent flame front and amplifying the resulting shock wave by installing a set of turbulent obstacles in the pipe, characterized in that to reduce the pre-knock distance and time when accelerating the turbulent flame front and amplifying the resulting shock the waves coordinate the rate of acceleration of the turbulent flame front and the rate of amplification of the shock generated, for which obstacles are set at the beginning of the pipe i-turbulizers, the shape and arrangement of which ensures the maximum acceleration rate of the turbulent flame front and the formation of an shock during detonation initiation, and then obstacles are installed in the pipe, turbulators, the shape and placement of which reduce aerodynamic drag and thereby maximize the rate of detonation initiation amplification of the resulting shock wave with continued acceleration of the turbulent flame front.
Пункт 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что препятствия-турбулизаторы, установленные в начале трубы для достижения максимального темпа ускорения турбулентного фронта пламени, и препятствия-турбулизаторы, установленные далее по длине трубы для достижения максимального темпа усиления образовавшейся ударной волны, разделяют участком трубы без препятствий.  Paragraph 2. The method according to claim 1, characterized in that the obstacles-turbulators installed at the beginning of the pipe to achieve the maximum acceleration rate of the turbulent flame front, and the obstacles-turbulators installed further along the length of the pipe to achieve the maximum rate of amplification of the resulting shock wave, are separated pipe section without obstacles.
Пункт 3. Устройство для осуществления способа инициирования детонации в трубе с горючей смесью, включающее детонационную трубу с набором препятствий- турбулизаторов и источник зажигания, отличающееся тем, что набор препятствий- турбулизаторов выполнен в виде охлаждаемых и/или неохлаждаемых, прямых и/или изогнутых пальцев, при этом в поперечных сечениях трубы, проведенных через точки крепления пальцев, содержится один или несколько пальцев, причем наибольшее число пальцев в указанных поперечных сечениях трубы находится в начале детонационной трубы на отрезке, составляющем не менее 1 диаметра трубы, а шаг между указанными поперечными сечениями вдоль продольной оси трубы остается " постоянным или увеличивается равномерно или неравномерно по мере удаления от источника зажигания, при этом пальцы в указанных поперечных сечениях расположены так, что воображаемая непрерывная поверхность, последовательно проведенная через продольные оси пальцев, лежащих в соседних указанных поперечных сечениях трубы под углом друг к другу, образует винтовую поверхность.Item 3. A device for implementing the method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture, including a detonation pipe with a set of obstacles-turbulators and an ignition source, characterized in that the set of obstacles-turbulators is made in the form of cooled and / or uncooled, straight and / or bent fingers moreover, in the cross sections of the pipe drawn through the attachment points of the fingers, one or more fingers are contained, the largest number of fingers in the indicated cross sections of the pipe being at the beginning of the detonation of the pipe in a segment of at least 1 pipe diameter, and the step between the specified cross sections along the longitudinal axis of the pipe remains "constant or increases uniformly or unevenly as you move away from the ignition source, while the fingers in these cross sections are arranged so that an imaginary continuous surface sequentially drawn through the longitudinal axis of the fingers lying in adjacent said the cross sections of the pipe at an angle to each other, forms a helical surface.
Пункт 4. Устройство по п.З, отличающееся тем, что пальцы прикреплены к продольному стержню и/или пакету стержней, размещенных вдоль трубы, и/или к стенке трубы. Paragraph 4. The device according to claim 3, characterized in that the fingers are attached to a longitudinal rod and / or a package of rods placed along the pipe and / or to the pipe wall.
Пункт 5. Устройство по п.З, отличающееся тем, что пальцы выполнены полыми и/или сплошными и имеют сечение различной геометрической формы.  Paragraph 5. The device according to p. 3, characterized in that the fingers are hollow and / or solid and have a cross section of various geometric shapes.
Пункт 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что полыми выполнены охлаждаемые пальцы.  Paragraph 6. The device according to claim 5, characterized in that the cooled fingers are hollow.
Пункт 7. Устройство по п.З, отличающееся тем, что на отрезке детонационной трубы с наибольшим числом пальцев в поперечных сечениях трубы коэффициент «блокировки» сечения трубы достигает 0,6-0,7, а по мере удаления от источника зажигания коэффициент «блокировки» сечения трубы снижается сначала до 0,4-0,5 и затем до 0,2-0,3.  Item 7. The device according to p. 3, characterized in that on the segment of the detonation tube with the largest number of fingers in the pipe cross-sections, the coefficient of “blocking” the pipe section reaches 0.6-0.7, and as the distance from the ignition source increases, the coefficient is “blocking” »The cross section of the pipe is first reduced to 0.4-0.5 and then to 0.2-0.3.
Пункт 8. Устройство по п.З, отличающееся тем, что между отрезками детонационной трубы с коэффициентом «блокировки» сечения трубы, достигающим 0,6-0,7, и достигающим 0,4-0,5, устанавливают участок трубы без препятствий.  Paragraph 8. The device according to p. 3, characterized in that between the sections of the detonation pipe with a coefficient of "blocking" of the pipe section, reaching 0.6-0.7, and reaching 0.4-0.5, set the pipe section without obstacles.
Пункт 9. Устройство по п.З, отличающееся тем, что в зависимости от числа пальцев в поперечных сечениях трубы, проведенных через точки крепления пальцев, образуются различные конфигурации винтовой поверхности: «однозаходная» конфигурация, «двухзаходная» конфигурация, «трёхзаходная» конфигурация, «четырёхзаходная» конфигурация и «многозаходная» конфигурация, при этом по мере удаления от источника зажигания число пальцев в указанных поперечных сечениях трубы и, соответственно, число «заходов» в конфигурации винтовой поверхности, либо уменьшается, либо остается неизменным.  Clause 9. The device according to claim 3, characterized in that, depending on the number of fingers in the pipe cross-sections drawn through the fastening points of the fingers, various configurations of the screw surface are formed: a “one-way” configuration, a “two-way” configuration, a “three-way” configuration, A “four-start” configuration and a “multi-start” configuration, in this case, as you move away from the ignition source, the number of fingers in the indicated cross sections of the pipe and, accordingly, the number of “starts” in the configuration of the screw surface, or enshaetsya or remains unchanged.
Пункт 10. Устройство для осуществления способа инициирования детонации в трубе с горючей смесью, включающее детонационную трубу с набором препятствий- турбулизаторов и источник зажигания, отличающееся тем, что набор препятствий- турбулизаторов состоит из двух блоков: первый блок расположен в начале детонационной трубы и представляет собой полузамкнутый объем, в котором установлены перфорированные пластины, заканчивающийся соплом, второй блок выполнен в виде охлаждаемых и/или неохлаждаемых, прямых и/или изогнутых пальцев, при этом в поперечных сечениях трубы, проведенных через точки крепления пальцев, содержится один или несколько пальцев, обеспечивающих коэффициент «блокировки» сечения трубы не выше 0,4, а шаг между указанными поперечными сечениями вдоль продольной оси трубы остается постоянным или увеличивается равномерно или неравномерно по мере удаления от источника зажигания, при этом пальцы в указанных поперечных сечениях расположены так, что воображаемая непрерывная поверхность, последовательно проведенная через продольные оси пальцев, лежащих в соседних указанных поперечных сечениях трубы под углом друг к другу, образует винтовую поверхность. Item 10. A device for implementing the method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture, comprising a detonation pipe with a set of obstacles-turbulators and an ignition source, characterized in that the set of obstacles-turbulators consists of two blocks: the first block is located at the beginning of the detonation pipe and represents a semi-enclosed volume in which perforated plates are installed, ending with a nozzle, the second block is made in the form of cooled and / or uncooled, straight and / or curved fingers, while in pop river pipe sections drawn through the point of attachment fingers, contains one or more fingers, providing coefficient "Blocking" of the pipe section is not higher than 0.4, and the step between the specified cross sections along the longitudinal axis of the pipe remains constant or increases uniformly or unevenly with distance from the ignition source, while the fingers in these cross sections are located so that an imaginary continuous surface, sequentially drawn through the longitudinal axis of the fingers lying in the adjacent indicated pipe cross sections at an angle to each other, forms a helical surface.
Пункт 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что сопло первого блока набора препятствий-турбулизаторов выполнено дозвуковым или сверхзвуковым.  Clause 11. The device according to claim 10, characterized in that the nozzle of the first block of the set of obstacles-turbulators is made subsonic or supersonic.
Пункт 12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что между первым и вторым блоками препятствий-турбулизаторов устанавливают участок трубы без препятствий.  Paragraph 12. The device according to claim 10, characterized in that between the first and second blocks of obstacles-turbulators establish a pipe section without obstacles.
Пункт 13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что пальцы прикреплены к продольному стержню и/или пакету стержней, размещенных вдоль трубы, и/или к стенке трубы.  Clause 13. The device according to claim 10, characterized in that the fingers are attached to a longitudinal rod and / or a package of rods placed along the pipe, and / or to the pipe wall.
Пункт 14. Устройство по п.10, отличающееся тем, что пальцы выполнены полыми и/или сплошными и имеют сечение различной геометрической формы.  Clause 14. The device according to claim 10, characterized in that the fingers are hollow and / or solid and have a cross section of various geometric shapes.
Пункт 15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что полыми выполнены охлаждаемые пальцы.  Clause 15. The device according to 14, characterized in that the cooled fingers are hollow.
Пункт 16. Устройство по п.10, отличающееся тем, что в зависимости от числа пальцев в поперечных сечениях трубы, проведенных через точки крепления пальцев, образуются различные конфигурации винтовой поверхности: «однозаходная» конфигурация, «двухзаходная» конфигурация, «трёхзаходная» конфигурация, «четырёхзаходная» конфигурация и «многозаходная» конфигурация, при этом по мере удаления от источника зажигания число пальцев в указанных поперечных сечениях трубы и, соответственно, число «заходов» в конфигурации винтовой поверхности, либо уменьшается, либо остается неизменным.  Clause 16. The device according to claim 10, characterized in that, depending on the number of fingers in the cross sections of the pipe drawn through the fastening points of the fingers, various configurations of the screw surface are formed: a “one-way” configuration, a “two-way” configuration, a “three-way” configuration, A “four-start” configuration and a “multi-start” configuration, in this case, as you move away from the ignition source, the number of fingers in the indicated cross sections of the pipe and, accordingly, the number of “starts” in the configuration of the screw surface, or decreases or remains unchanged.
PCT/RU2013/000082 2013-02-06 2013-02-06 Method and device for initiating detonation in a tube containing a combustible mixture WO2014123440A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015104569A RU2015104569A (en) 2013-02-06 2013-02-06 A method of initiating detonation in a pipe with a combustible mixture and a device for its implementation (options)
PCT/RU2013/000082 WO2014123440A1 (en) 2013-02-06 2013-02-06 Method and device for initiating detonation in a tube containing a combustible mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2013/000082 WO2014123440A1 (en) 2013-02-06 2013-02-06 Method and device for initiating detonation in a tube containing a combustible mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014123440A1 true WO2014123440A1 (en) 2014-08-14

Family

ID=51299950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2013/000082 WO2014123440A1 (en) 2013-02-06 2013-02-06 Method and device for initiating detonation in a tube containing a combustible mixture

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2015104569A (en)
WO (1) WO2014123440A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2672244C1 (en) * 2017-11-15 2018-11-12 Общество с ограниченной ответственностью "Новые физические принципы" Method for initiating detonation in pipe with combustible mixture and device for its implementation
WO2020003307A1 (en) * 2018-06-24 2020-01-02 Pdt Argo Ltd. Shock wave generator devices and systems
CN113821908A (en) * 2021-08-19 2021-12-21 常州大学 Numerical simulation method in explosion venting process of gas pipeline
CN117236198A (en) * 2023-11-14 2023-12-15 中国石油大学(华东) Machine learning solving method of flame propagation model of blasting under sparse barrier

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111520767B (en) * 2020-06-03 2023-07-25 西安热工研究院有限公司 Pulse detonation combustor capable of adjusting outlet gas energy distribution

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU868271A1 (en) * 1979-12-14 1981-09-30 Уральское Производственно-Техническое Предприятие "Уралэнергочермет" Pulsating-flow gas generator
SU1067292A1 (en) * 1982-10-15 1984-01-15 Ташкентский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Ирригации И Механизации Сельского Хозяйства Pulsation-combustion device
US5430691A (en) * 1994-05-27 1995-07-04 Fridman; Igor Shock wave generator
RU2427756C1 (en) * 2010-03-04 2011-08-27 Учреждение Российской академии наук Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН) Procedure for activation of detonation in pipe with combustible mixture and device for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU868271A1 (en) * 1979-12-14 1981-09-30 Уральское Производственно-Техническое Предприятие "Уралэнергочермет" Pulsating-flow gas generator
SU1067292A1 (en) * 1982-10-15 1984-01-15 Ташкентский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Ирригации И Механизации Сельского Хозяйства Pulsation-combustion device
US5430691A (en) * 1994-05-27 1995-07-04 Fridman; Igor Shock wave generator
RU2427756C1 (en) * 2010-03-04 2011-08-27 Учреждение Российской академии наук Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН) Procedure for activation of detonation in pipe with combustible mixture and device for its implementation

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2672244C1 (en) * 2017-11-15 2018-11-12 Общество с ограниченной ответственностью "Новые физические принципы" Method for initiating detonation in pipe with combustible mixture and device for its implementation
WO2020003307A1 (en) * 2018-06-24 2020-01-02 Pdt Argo Ltd. Shock wave generator devices and systems
CN113821908A (en) * 2021-08-19 2021-12-21 常州大学 Numerical simulation method in explosion venting process of gas pipeline
CN117236198A (en) * 2023-11-14 2023-12-15 中国石油大学(华东) Machine learning solving method of flame propagation model of blasting under sparse barrier
CN117236198B (en) * 2023-11-14 2024-02-27 中国石油大学(华东) Machine learning solving method of flame propagation model of blasting under sparse barrier

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015104569A (en) 2017-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014123440A1 (en) Method and device for initiating detonation in a tube containing a combustible mixture
US7669406B2 (en) Compact, low pressure-drop shock-driven combustor and rocket booster, pulse detonation based supersonic propulsion system employing the same
JP2011047638A (en) Constitution of pulse detonation combustor to improve transition from deflagration to detonation
CN103899435B (en) A kind of combined type pulse detonation engine detonation chamber
Zheng et al. Experimental research on the propagation process of continuous rotating detonation wave
RU2427756C1 (en) Procedure for activation of detonation in pipe with combustible mixture and device for its implementation
RU2672244C1 (en) Method for initiating detonation in pipe with combustible mixture and device for its implementation
US20050279078A1 (en) Multiple detonation initiator for frequency multiplied pulsed detonation combustion
RU2430303C1 (en) Detonation initiation device
Frolov et al. Reactive shock and detonation propagation in U-bend tubes
RU2595005C2 (en) Method of fuel combustion and detonation device for its implementation
RU2014101385A (en) HYBRID ROCKET AND RECTANOUS AIR-REACTIVE AEROSPACE ENGINE
Frolov et al. Pulse-detonation burner unit operating on natural gas
US9217392B2 (en) Vortex cannon with enhanced ring vortex generation
RU2446305C2 (en) Supersonic ramjet engine with pulsating combustion and method of its operation
Vasil′ ev The principal aspects of application of detonation in propulsion systems
Kasahara et al. Experimental investigations of momentum and heat transfer in pulse detonation engines
RU2432483C1 (en) Intermittent detonation engine
RU2429409C1 (en) Initiation method of detonation in tube with flammable mixture and device for its implementation
RU2595004C9 (en) Method for detonation combustion of fuel mixtures and device for its implementation
WO2014123442A1 (en) High-speed pulse detonation gas burner and method of functioning thereof
Zhao et al. Experimental investigation on detonation initiation with a transversal flame jet
RU2433293C2 (en) Impulse detonation engine
Frolov et al. Initiation of heterogeneous detonation in tubes with coils and Shchelkin spiral
WO2014123441A1 (en) Device for turbulating and accelerating a flame front

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13874271

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015104569

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13874271

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1