Вплив магнітного поля на інтенсивність процесу детонації
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe71.6.521Ключові слова:
ударнi хвилi, детонацiя, магнiтне поле, рiвняння Гюґонiо, процес детонацiї Жуґе, швидкiсть продуктiв детонацiїАнотація
У роботi теоретично дослiджено детонацiю в потоцi iдеального газу, який рухається в магнiтному полi. Отримано модифiковане рiвняння Гюґонiо з урахуванням впливу магнiтного поля на процес детонацiї, та параметри детонацiйної хвилi. Показано, що пiд дiєю магнiтного поля продукти горiння вiддаляються вiд фронту детонацiї з надзвуковою швидкiстю. Iз збiльшенням напруженостi магнiтного поля зростає й швидкiсть продуктiв детонацiї. Отримано залежнiсть, яка дає можливiсть оцiнити вплив тепловидiлення на параметри детонацiї.
Посилання
1. J.G. Jiancun, X. Yigang, S.H. Shoutao, L.W. Le, Z.H. Zijin, X.S. Xu, R.L. Ruxia. Effects of magnetic fields on combustion and explosion. Chem. Technol. Fuels Oils 58, 379 (2022).
https://doi.org/10.1007/s10553-022-01395-3
2. V. Anand, E. Gutmark. Rotating detonation combustors and their similarities to rocket instabilities. Prog. Energy Combust. Sci. 73, 182 (2019).
https://doi.org/10.1016/j.pecs.2019.04.001
3. J. Coffey, V. Anand, A. Gaetano, T. Pritschau, J. Betancourt, E. Gutmark. Impact of a magnetic field on a propagating detonation wave in an unconfined tube. In: AIAA Propulsion and Energy 2020 Forum, Online, Aug. 24-26, Paper 3859 (2020).
https://doi.org/10.2514/6.2020-3859
4. A.L. Kuhl, D.A. White, B.A. Kirkendall. Electromagnetic waves from TNT explosions. J. Electromagn. Anal. Appl. 6, 280 (2014).
https://doi.org/10.4236/jemaa.2014.610028
5. Y. Cui, D. Kong, J. Jiang, S. Gao. Research on electromagnetic radiation mechanism during detonation of energetic material. Sensors 22, 2765 (2022).
https://doi.org/10.3390/s22072765
6. S.D. Gilev, A.M. Ryabchun. Current waves generated by detonation of an explosive in a magnetic field. Combust. Explos. Shock Waves 37, 698 (2001).
https://doi.org/10.1023/A:1012940400602
7. S. Hu, Z. Hong, J. Gao, X. Yang, L. Wang, R. Li, Y. Li. Effect of magnetic field on alkane gas explosions. Combust. Flame 246, 112427 (2022).
https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2022.112427
8. J. Gao, L. Wang, S. Hu, S. Zhou, X. Yang, X. Sun, Z. Hong, B. You. Free radical mechanism of electromagnetic field affecting explosion of premixed methane. Combust. Flame 234, 111649 (2021).
https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2021.111649
9. J.P. Vishwakarma, R.K. Srivastava. Converging cylindrical detonation waves in an ideal gas with an azimuthal magnetic field. Res. Rev. J. Pure Appl. Phys. 1, 23 (2013).
10. J.P. Vishwakarma, R.K. Srivastava. Converging cylindrical shock waves in a nonideal gas with an axial magnetic field. Defence Sci. J. 56, 721 (2006).
https://doi.org/10.14429/dsj.56.1936
11. A.A. Avramenko, A.I. Tyrinov, I.V. Shevchuk. Analytical simulation of normal shock waves in turbulent flow. Phys. Fluids 34, 056101 (2022).
https://doi.org/10.1063/5.0093205
12. A.A. Avramenko, I.V. Shevchuk, N.P. Dmitrenko. Shock wave in van der Waals gas. J. Non-Equilib. Thermodyn. 47, 255 (2022).
https://doi.org/10.1515/jnet-2021-0099
13. A.A. Avramenko, I.V. Shevchuk, N.P. Dmitrenko, I.F. Skitsko. Shock waves in gas flows with nanoparticles. J. Therm. Anal. Calorim. 147, 12719 (2022).
https://doi.org/10.1007/s10973-022-11483-5
14. A.A. Avramenko, A.I. Tyrinov, I.V. Shevchuk, N.P. Dmitrenko. Oblique shock wave in turbulent flow. J. NonEquilib. Thermodyn. 48, 389 (2023).
https://doi.org/10.1515/jnet-2022-0093
15. H. Wenhu, G. Yang, L.K. Chung. Flame acceleration and deflagration-to-detonation transition in micro- and macro-channels: An integrated mechanistic study. Combust. Flame 176, 285 (2017).
https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2016.10.010
16. B. Zhang, H. Liu, B. Yan. Investigation on the detonation propagation limit criterion for methane-oxygen mixtures in tubes with different scales. Fuel 239, 617 (2019).
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.11.062
17. X. Yang, S. Hu, L. Wang, X. Sun, Z. Hong, R. Li, H. Shi, J. Gao. Effect of magnetic field on dynamics of 5% propane/air premixed gases. J. Phys.: Conf. Ser. 1948, 012133 (2021).
https://doi.org/10.1088/1742-6596/1948/1/012133
18. P.O. Libin, G.N. Kumar. Effect of magnetic field on properties and combustion of hydrocarbon fuels. Int. J. Mech. Mater. Eng. 9, 89 (2019).
https://doi.org/10.24247/ijmperdjun20199
19. L.K. Cole. Combustion and Magnetohydrodynamic Processes in Advanced Pulse Detonation Rocket Engines. PhD Thesis (Univ. of California Los Angeles, Los Angeles, USA, 2012).
20. B. Helliwell. Magnetogasdynamic deflagration and detonation waves with ionization. J. Fluid Mech. 16, 243 (1963).
https://doi.org/10.1017/S0022112063000720
21. E. Jouguet. Sur la propagation des r'eactions chimiques dans les gaz. J. Math. Pures Appl. 1, 347 (1905).
22. E. Jouguet. Sur la propagation des r'eactions chimiques dans les gaz. J. Math. Pures Appl. 2, 5 (1906).
23. S. Pal. Magnetogasdynamics: Plasma Dynamics (Springer, 1962).
https://doi.org/10.1007/978-3-7091-8083-9
24. W.J.M. Rankine. On the thermodynamic theory of waves of finite longitudinal disturbances. Phil. Trans. R. Soc. Lond. 160, 277 (1870).
https://doi.org/10.1098/rstl.1870.0015
25. P.H. Hugoniot. M'emoire sur la propagation du mouvement dans les corps et plus sp'ecialement dans les gaz parfaits. Part I. J.'Ecole Polytech. 57, 3 (1887).
26. P.H. Hugoniot. M'emoire sur la propagation du mouvement dans les corps et plus sp'ecialement dans les gaz parfaits. Part II. J.'Ecole Polytech. 58, 1 (1889).
27. J. Tyl. Analysis of convergence of detonation wave in magnetic field. Arch. Mech. Eng. 47, 5 (2000).
28. S.-I. Pai. Magnetodynamics and Plasma Dynamics (Springer-Verlag, 1962).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
