Статья

Наименование	Детонационно-газовые технологии и устройства: состояние и перспективы развития. Сообщение 1. Газовая детонация и ее применение в двигателях и энергетике
Авторы	Харламов Ю. А., д. т. н., проф. Петров П. А., к. т. н., доц. Козачишен В. А., к. т. н., доц. Изюмов Ю. В., к. т. н., доц.
Раздел	Машиностроение и машиноведение
Год	2021	Выпуск	68	Страницы	81 - 92
УДК	536.46+662.611/612			EDN	YDUORP
Аннотация	Кратко рассмотрены сущность, преимущества и недостатки детонационного сгорания газов, его энергетическая эффективность и перспективные направления использования. В Сообщении 1 систематизированы данные о практическом использовании явления газовой детонации для совершенствования и разработки новых типов двигателей внутреннего сгорания, а также в энергетике при создании энергосберегающих горелочных устройств, производства электроэнергии и очистки поверхностей нагрева агрегатов, сжигающих различные виды жидкого и твердого топлива.
Реферат	Цель. Анализ и систематизация практических применений газовой детонации и основных направлений научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по ее практическому использованию, опыта ее применения в основных отраслях экономики, науки и техники, а также анализ перспектив дальнейшего развития детонационно-газовых технологий. Методика. Выполнен комплексный анализ состояния и перспектив развития применения явления газовой детонации в двигателях внутреннего сгорания и силовых установках энергетического оборудования. Проведенное исследование показывает перспективность использования газовой детонации для создания детонационных двигателей в авиации, космической и других отраслях. В энергетике явление газовой детонации представляет существенный практический интерес для создания более эффективных горелочных устройств, компактных устройств получения электроэнергии, а также очистки поверхностей нагрева агрегатов, сжигающих различные виды жидкого и твердого топлива. Результаты. Широкое практическое применение технологий и устройств, основанных на использовании явления газовой детонации, затруднено поиском способов инициирования детонации, которые позволят значительно уменьшить энергию инициирования детонации, значительно сократить длину и время перехода горения в детонацию. В этой связи термодинамическая детонация является наиболее эффективным способом прямого сжигания горючего. Научная новизна. Установлено, что детонационная волна в газовой смеси представляет собой многофронтовый газодинамический комплекс. Движение поперечных волн в стационарно распространяющейся детонационной волне носит квазипериодический характер, а их траектории образуют упорядоченную структуру с характерным размером ячейки. Размер ячейки обуславливает минимальные размеры канала для распространения детонации, критическую энергию инициирования детонации и условия возбуждения детонационного режима сгорания смеси. Практическая значимость. Наряду с продолжением интенсивных фундаментальных исследований явления газовой детонации развиваются научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по использованию управляемой детонации в двигателях, энергетических установках, технологических горелках, других устройствах и технологиях различных отраслей промышленности. Детонационный режим горения газов отличается от обычного (дефлаграционного) более быстрым выделением энергии, более высокими температурами и давлением продуктов сгорания.
Ключевые слова	взрывные технологии, детонационно-газовые устройства, энергетическое оборудование, горелочные устройства, дефлаграция, детонационная волна, детонация стационарная, ротационная, нестационарная, пульсирующая.
Финансирование
Благодарности
Список источников	1. Зельдович, Я. Б. Теория детонации [Текст]: учеб. пособ. / Я. Б. Зельдович, А. С. Компанеец. — М.: Гостехиздат, 1955. — 268 с. 2. Баженова, Т. В. Использование газовой детонации в управляемом частотном режиме [Текст] / Т. В. Баженова, В. В. Голуб // Физика горения и взрыва. — 2003. — Т. 39. — № 4. — С. 3–21. 3. Evaluation of a hybrid-piston pulsed detonation engine / В. Frankey, F. Schauer, R. Bradley, J. Hoke // AIAA 2002-0474: 40th Aerospace Sciences Meeting & Exhibit. — 2002. — [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/ADA454348.pdf. 4. Булат, П. В. Обзор проектов детонационных двигателей. Импульсные двигатели [Текст] / П. В. Булат, Н. В. Продан // Фундаментальные исследования. — 2013. — № 10–8. — С. 1667–1671; То же [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://fundamental-research.ru/ru/article/ view?id=32641. 5. Водомётный движитель с импульсно-детонационным горением жидкого топлива [Текст] / С. М. Фролов, В. С. Аксенов, И. А. Садыков и др. // Доклады Академии наук. — 2017. — Т. 475. — № 3. — С. 281–285. 6. Подзирей, Ю. С. Одно из возможных направлений применения пульсирующего детонационного двигателя [Текст] / Ю. С. Подзирей // Двигатель. — 2010. — № 3 (69). — С. 22–24. 7. Импульсно-детонационное горелочное устройство на природном газе [Текст] / С. М. Фролов, В. С. Аксенов, В. С. Иванов и др. // Химическая физика. — 2011. — Т. 30. — № 7. — С. 77–80. 8. МГД-эффекты при непрерывной спиновой детонации [Текст] / Е. Л. Попов, А. Н. Самсонов, Ф. А. Быковский, Е. Ф. Ведерников // Доклады Академии наук. — 2019. — Т. 484. — № 5. — С. 550–553. 9. О внедрении систем импульсной очистки поверхностей нагрева. Опыт сотрудничества с предприятиями котлостроения [Текст] / А. П. Погребняк, В. Л. Кокорев, А. Л. Кокорев, И. О. Моисеенко и др. // Новости теплоснабжения. — 2014. — № 1. — [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=2819 (дата обращения: 27.11.2021).
Полный текст