Численное моделирование детонационного МГД-генератора высокого давления

Скачать

Аннотация

Введение

Как было показано в [1], при давлениях в канале ≥ 100 атм в детонационном МГД-генераторе (ДМГДГ) проявляется эффект запирания излучения в Т-слое. Поэтому необходим корректный учет как излучения, так и поглощения в потоке. Анализ работы детонационного МГДГ с Т-слоем при малом давлении в потоке показал, что скорость движения Т-слоя за фронтом детонационной волны в канале постоянного сечения невелика и по мере продвижения по каналу уменьшается. Поэтому в данном расчете был рассмотрен канал переменного сечения, позволяющий увеличить скорость потока. В ранее представленной модели ДМГДГ коэффициент нагрузки принимался постоянным, что для предварительных расчетов было приемлемо. Однако при переходе на большие давления энергия инициирования растет пропорционально увеличению давления, поэтому вполне обоснованным является намерение использовать энергию потока для разогрева Т-слоя. Интенсивный разогрев Т-слоя возможен при малых коэффициентах нагрузки, тогда как для увеличения вырабатываемой энергии и повышения КПД необходимо его увеличивать. Это кажущееся противоречие вполне разрешимо, если коэффициент нагрузки при разогреве Т-слоя увеличивается. Такой режим можно осуществить при использовании постоянного сопротивления нагрузки. Это более обосновано также с точки зрения построения электрической схемы МГД-канала, т.к. в этом случае выполняется условие отсутствия градиента напряжения вдоль сплошных проводящих электродов. Естественно, что характеристики газодинамического течения при больших градиентах температуры и давления очень сильно зависят от локального значения молекулярного веса и показателя адиабаты. Идеальным решением было бы использование модели реального газа. Однако на данном этапе, учитывая сложность задачи, пришлось ограничиться моделью политропного газа, т.е. рассчитывать локальный молекулярный вес, а показатель адиабаты считать постоянным. Его значение определялось исходя из анализа зависимости gamma(P, T) в рабочем диапазоне изменения давлений и температур. В работе не ставилась задача оптимизации энергетических характеристик генератора, основное внимание было уделено анализу влияния давления на характеристики с целью определения направления дальнейших исследований.

Публикации по теме

1.   Деревянко В. В., Деревянко В. А.
   Модель детонационного МГД-генератора с Т-слоем // Теплофизика высоких температур. — 2000. — T.38. — № 6. — С. 985–990.