Результаты исследования, выполненного при поддержке Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале International Communications in Heat and Mass Transfer (прим. - Пресс-служба РНФ).
«Ученые лаборатории тепломассопереноса Томского политехнического университета (ТПУ) предложили математическую модель, которая достоверно описывает критические условия микровзрыва капель композиционных топлив под действием микроволнового нагрева. Результаты экспериментального исследования в будущем могут лечь в основу проектирования новых малоэмисионных камер сгорания газотурбинных двигателей», - сказано в сообщении.
Обычно топливо подают в камеру сгорания с помощью специальных распылителей или испарительных систем. Новый способ - это вторичное распыление двухжидкостного спрея под сильным воздействием микроволн, что помогает лучше сжигать топливо, увеличивает площадь для теплообмена и уменьшает загрязнение окружающей среды. Также разработка позволяет в 4-10 раз сократить время на подготовку смеси по сравнению с традиционными способами.
По словам доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Дмитрия Антонова, перегрев капель приводит к их разрушению и измельчению. Созданная учеными математическая модель учитывает контрастные диэлектрические свойства топлива и воды, позволяя определить время нагрева капель композиционного топлива до взрывного кипения при СВЧ-нагреве. Эксперименты показали, что вода в каплях нагревается быстрее, и на этот процесс влияют радиус капли, электрическая напряженность поля и доля воды. Изменяя эти параметры, можно управлять режимом фрагментации капель.
На основе созданной математической модели ученые разработали специальные карты режимов, которые помогают управлять процессом распада капель и их микровзрывом. Карты позволяют оценить размеры и скорости движения вторичных частиц.
