用于高焓研究的欧洲激波管燃烧驱动器的性能鉴定
等离子体物理
2023-07-03 v1 流体动力学
摘要
ESTHER 激波管是 Instituto Superior Técnico的一座新建的顶尖设施，旨在支持未来的 ESA 行星探测任务。其驱动器为一个高压燃烧室，使用 He:H2:O2 混合气体，由高功率 Nd:YAG 激光点燃。氢气作为能量载体与激光点火均为具有高压燃烧应用前景的技术。气体混合物与激光参数（即空气:燃料比、充气压、惰性气体稀释与点火模式）对燃烧及激波管性能的影响得到了广泛研究。此外，还研究了一种以氮气替代氦气作为稀释剂的第二种低速驱动器混合气体并进行了实验射击。我们的结果表明，充气压与氦气稀释在峰值压力、声学振荡与燃烧速度方面均为最主要的影响因素。气体混合物的峰值压力与声波振幅随充气压升高而增大，但充气压升高会降低燃烧速度。混合物中的氦气具有稀释效应，降低了燃烧的总体有效性。稀释因子越高，燃烧压缩比、声波振幅与火焰速度越低。空气:燃料当量比的影响符合预期，即在化学计量比区域火焰更快且峰值压力更高。与氦气稀释射击相比，氮气稀释射击的压缩比与火焰速度急剧降低，此外声学扰动更强。部分实验中发现了“郁金香”火焰及爆燃转爆轰现象。
引用
@article{arxiv.2306.17310,
title = {European Shock-Tube for High-Enthalpy Research Combustion Driver Qualification},
author = {Ricardo Grosso Ferreira and Mário Lino da Silva},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.17310},
year = {2023}
}