WO2014178745A1 - Способ повышения детонационной способности жидкого углеводородного топлива - Google Patents

Способ повышения детонационной способности жидкого углеводородного топлива Download PDF

Info

Publication number
WO2014178745A1
WO2014178745A1 PCT/RU2013/000373 RU2013000373W WO2014178745A1 WO 2014178745 A1 WO2014178745 A1 WO 2014178745A1 RU 2013000373 W RU2013000373 W RU 2013000373W WO 2014178745 A1 WO2014178745 A1 WO 2014178745A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
detonation
liquid hydrocarbon
hydrogen
fuel
hydrocarbon fuel
Prior art date
Application number
PCT/RU2013/000373
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Сергей Михайлович ФРОЛОВ
Федор Сергеевич ФРОЛОВ
Сергей Николаевич МЕДВЕДЕВ
Original Assignee
Некоммерческое Партнерство По Научной, Образовательной И Инновационной Деятельности "Центр Импульсного Детонационного Горения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Некоммерческое Партнерство По Научной, Образовательной И Инновационной Деятельности "Центр Импульсного Детонационного Горения" filed Critical Некоммерческое Партнерство По Научной, Образовательной И Инновационной Деятельности "Центр Импульсного Детонационного Горения"
Priority to PCT/RU2013/000373 priority Critical patent/WO2014178745A1/ru
Publication of WO2014178745A1 publication Critical patent/WO2014178745A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • C10L1/08—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for compression ignition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • C10L1/06—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for spark ignition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/12—Inorganic compounds
    • C10L1/1208—Inorganic compounds elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/10—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for improving the octane number
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/12—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for improving the cetane number
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0644—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being hydrogen, ammonia or carbon monoxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/10—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/02—Inorganic or organic compounds containing atoms other than C, H or O, e.g. organic compounds containing heteroatoms or metal organic complexes
    • C10L2200/0277—Hydrogen
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the invention relates to liquid hydrocarbon fuels for various technological devices and power plants operating on controlled detonation combustion in pulse detonation or continuously detonation mode.
  • Air mixtures of regular hydrocarbon fuels have a relatively low resistance to self-ignition and ignition by hot surfaces at temperatures up to 600-800 K: alkaline hydrocarbons, which undergo multi-stage self-ignition with a manifestation of a negative temperature coefficient of the reaction rate, occupy a large proportion of regular hydrocarbon fuels. This, in particular, explains the occurrence of “knocking” in a piston engine with spark ignition, which is caused by pre-flame self-ignition of a charge in an off-design mode of operation.
  • Another method is based on the modification of liquid hydrocarbon fuels by adding promoting additives that reduce the delay time of self-ignition and, thereby, increase the detonation ability of the fuel (patents RU 2444560 CI, C 10L 1/10, C10L 1/12 (2006.01), 07/01/2010; RU 2352618, C10L 1/12, C10L 10/02, C01F 17/00, 04/20/2009; RU 2352618, C10L 1/12, C10L 10/02, C01F 17/00, 04/20/2009; RU 2259388, C10L 1 / 12, 08/27/2005; Tepper F., Kaledin LA Nano aluminum as a combustion accelerant for kerosene in air breathing systems / 39th AIAA Aerospace Sciences Meeting & Exhibit 8-1 1 January 2001, Reno, NV, AIAA-2001-0521; Gerstein M., Choudhury PR, Programmed Ignition of Metal Compounds in a Scramjet
  • the third method is based on the use of several (two or more) fuel compositions with different detonation abilities (GD Roy, SM Frolov, AA Borisov, DW Netzer / Pulse detonation propulsion: challenges, current status, and future perspective. Progress in Energy and Combustion Science 30 (2004), p. 624; Georg E., Marge P., Sabel'nikov VA, Self-ignition in supersonic flows: hydrogen versus hydrocarbons-hydrogen mixtures - chemistry / mixing interplay. In: Pulse and Continuous Detonations / GD Roy, SM Frolov, JO Sinibaldi, Eds., Moscow: Torus Press, 2006; Frolov SM, Basevich V.
  • the prototype method is simple to implement and affordable, but does not solve the problem of preventing premature self-ignition of a multicomponent mixture or its ignition from a hot surface at temperatures up to 600-800 K. It should be emphasized that hydrogen peroxide is a substance that decomposes exothermically quickly at elevated temperatures and in contact with traditional structural materials (alloy steel and others).
  • the objective of the invention is to provide such a method of increasing the detonation ability of liquid hydrocarbon fuel, in which liquid hydrocarbon fuel is supplied to the combustion chamber without any preliminary thermal preparation outside the combustion chamber and the premature self-ignition of the combustible mixture and its ignition from a hot surface at temperatures up to 600 are guaranteed -800 K.
  • the solution to this problem is achieved by the proposed method of supplying liquid hydrocarbon fuel to the combustion chamber of a burner device or engine operating on controlled detonation, including a separate or joint distributed supply of liquid hydrocarbon fuel and additional fuel to the combustion chamber, in which gaseous hydrogen is used as additional fuel, and the combustion chamber, provides on average a uniform spatial distribution of droplets of liquid hydrocarbon fuel, as well as hydrogen and air concentrations in the region of initiation and propagation of detonation, and the minimum concentration of hydrogen in the region of initiation and propagation of detonation should be higher than 4% (vol.), provided that the degree of preliminary evaporation of liquid hydrocarbon fuel inside the combustion chamber before the detonation wave arrives does not exceed 20-25%, and higher than 3% (vol.), provided that the degree of pre th evaporating liquid hydrocarbon fuel within the combustion chamber prior to the arrival of the detonation wave is greater than 25%.
  • FIG. 1a schematically shows examples of the organization of a separate supply of liquid hydrocarbon fuel (T) and hydrogen (B), as well as air (O) in a pulse-detonation combustion chamber.
  • FIG. 16 schematically shows examples of the organization of a separate supply of liquid hydrocarbon fuel (T) and hydrogen (B), as well as air (O) in a continuous detonation combustion chamber.
  • FIG. 2a schematically shows examples of the organization of a joint supply of liquid hydrocarbon fuel (T) and hydrogen (B), as well as air (O) in a pulse-detonation combustion chamber.
  • FIG. 26 schematically shows examples of the organization of a joint supply of liquid hydrocarbon fuel (T) and hydrogen (B), as well as air (O) in a continuously detonation (Fig. 26) combustion chamber.
  • FIG. Figure 3 shows the calculated dependences of the maximum temperature in the gas phase g> ma x on time t for stoichiometric triple hybrid n-heptane (droplets) -hydrogen-air mixtures with different hydrogen contents: 0% (vol.), 7.5% (vol. ) and 14.75% (vol.).
  • FIG. Figure 4a presents a comparison of the dependences of the maximum gas temperature on time in ternary hybrid mixtures of n-heptane without hydrogen (dashed curves) and with the addition of hydrogen of 7.5% (vol.) At different initial temperatures.
  • FIG. Figure 46 presents a comparison of the dependences of the maximum gas temperature on time in ternary hybrid mixtures of n-decane without hydrogen (dashed curves) and with the addition of 7.5% hydrogen (vol.) At different initial temperatures
  • Liquid hydrocarbon fuel and hydrogen can enter the combustion chamber separately in the form of distributed jets or together in the form of a heterogeneous fuel mixture formed by sparging the fuel with hydrogen.
  • FIG. 1 schematically shows examples of the organization of a separate supply of liquid hydrocarbon fuel (T) and hydrogen (B), as well as air (O) in a pulse detonation (Fig. 1a) and continuous detonation (Fig. 16) combustion chambers.
  • FIG. Figure 2 shows schematically examples of the organization of a joint supply of liquid hydrocarbon fuel (T) and hydrogen (B), as well as air (O) in a pulse detonation (Fig. 2a) and continuous detonation (Fig. 26) combustion chambers.
  • the claimed invention was developed on the basis of detailed theoretical studies of the effect of hydrogen on the self-ignition and detonation of droplet mixtures of hydrocarbon fuels with air, performed using numerical simulation.
  • the calculations were carried out using comprehensively tested computational programs that make it possible to predict with sufficient accuracy the physicochemical characteristics of multicomponent homogeneous and heterogeneous (droplet) combustible mixtures, including self-ignition delays, the propagation velocity and structure of the laminar flame, the propagation velocity and structure of detonation, as well as the propagation limits flame and detonation based on detailed kinetic mechanisms of chemical reactions and an extensive database of all thermophysical data for hydrocarbon fuels and their derivatives.
  • the calculations used the proven detailed kinetic mechanism of the oxidation of n-tetradecane containing, as components, the oxidation mechanisms of n-dodecane, n-decane, n-heptane and hydrogen.
  • Example 1 Self-ignition of drip mixtures of liquid hydrocarbon fuels in air without additives and with hydrogen additives.
  • FIG. Figure 3 shows the calculated dependences of the maximum temperature in the gas phase ta on time t for stoichiometric triple hybrid n-heptane (droplets) -hydrogen-air mixtures with different hydrogen contents: 0% (vol.), 7.5% (vol.) and 14.75% (vol.).
  • An analysis of the spatial distributions of the intermediate reaction products showed that a stepwise change in the maximum gas temperature in FIG. 3 is associated with the local appearance of a blue flame due to the decomposition of hydrogen peroxide formed as a result of oxidation of hydrocarbon fuel.
  • the blue flame zone degenerates, and the total self-ignition delay increases.
  • Example 2 Detonation of droplet mixtures of liquid hydrocarbon fuels in air without additives and with hydrogen additives.
  • the well-known criterion (Basevich V.
  • small additions of hydrogen are as effective as 25% -50% pre-evaporation of fuel.
  • liquid hydrocarbon fuel is supplied to the combustion chamber without any preliminary thermal preparation outside the combustion chamber and the premature self-ignition of the combustible mixture and its ignition from a hot surface at temperatures up to 600- 800 K.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)

Abstract

Изобретение относится к жидким углеводородным топливам для различных технологических устройств и энергетических установок, работающих на управляемом детонационном горении в импульсно-детонационном или непрерывно-детонационном режиме. Предложен способ подачи жидкого углеводородного топлива в камеру сгорания горелочного устройства или двигателя, работающих на управляемой детонации, включающий раздельную или совместную распределенную подачу жидкого углеводородного топлива и дополнительного горючего - газообразного водорода - в камеру сгорания, обеспечивающую в среднем однородное пространственное распределение капель жидкого углеводородного топлива, а также концентраций водорода и воздуха в области инициирования и распространения детонации, причем минимальная концентрация водорода в области инициирования и распространения детонации должна быть выше, чем 4% (об.), при условии, что степень предварительного испарения жидкого углеводородного горючего внутри камеры сгорания перед приходом детонационной волны не превышает 20-25%, и выше, чем 3% (об.), при условии, что степень предварительного испарения жидкого углеводородного топлива внутри камеры сгорания перед приходом детонационной волны превышает 25%. Жидкое углеводородное топливо и водород могут поступать в камеру сгорания раздельно в виде распределенных струй или совместно в виде гетерогенной топливной смеси, образованной барботированием топлива водородом.

Description

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ЖИДКОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА
Область техники
Изобретение относится к жидким углеводородным топливам для различных технологических устройств и энергетических установок, работающих на управляемом детонационном горении в импульсно-детонационном или непрерывно- детонационном режиме.
Предшествующий уровень техники
Основные требования к жидким углеводородным топливам для перспективных технологических устройств и энергетических установок, работающих на управляемом детонационном горении, сформулированы в работе (G.D. Roy, S.M. Frolov , A. A. Borisov, D.W. Netzer / Pulse detonation propulsion: challenges, current status, and future perspective. Progress in Energy and Combustion Science 30 (2004), стр. 624). К ним относятся: (1) способность жидкого углеводородного топлива детонировать в смеси с воздухом в широком диапазоне температур, давлений и составов горючей смеси и (2) стойкость топливно- воздушной горючей смеси к преждевременному самовоспламенению или зажиганию от горячей поверхности при температурах до 600-800 К.
Штатные жидкие углеводородные топлива (бензин, керосин, дизельное топливо и др.), вообще говоря, не удовлетворяют этим требованиям.
Известно (G.D. Roy, S.M. Frolov , Α.Α. Borisov, D.W. Netzer / Pulse detonation propulsion: challenges, current status, and future perspective. Progress in Energy and Combustion Science 30 (2004), стр. 624), что детонационная способность штатных жидких углеводородных топлив в воздухе очень низка: критическая масса взрывчатого вещества для прямого инициирования детонации в гомогенных воздушных смесях паров углеводородного топлива при нормальных условиях превышает 50-60 г тротила, а пределы детонации таких смесей очень узки и ограничены составами, отличающимися всего на несколько объемных процентов по концентрации топлива. Если же инициировать детонацию в гетерогенной (капельной) смеси штатного углеводородного топлива в воздухе, то понадобится заряд тротила массой, превышающей сотни граммов, причем критическая масса заряда будет определяться степенью предварительного испарения жидкого углеводородного топлива перед детонационной волной (отношением массы паров топлива к полной массе топлива в жидкой и паровой фазе). Следовательно, энергии инициаторов (взрывчатое вещество, взрыв проволочки, электрический разряд и др.), требуемые для получения гетерогенной (капельной) детонации смесей штатного углеводородного топлива в воздухе, слишком велики для применения в технологических устройствах и энергетических установках, работающих на управляемом детонационном горении.
Воздушные смеси штатных углеводородных топлив имеют относительно низкую стойкость к самовоспламенению и зажиганию горячей поверхностью при температурах до 600-800 К: в составе штатных углеводородных топлив большую долю занимают углеводороды алканового ряда, претерпевающие при таких температурах многостадийное самовоспламенение с проявлением отрицательного температурного коэффициента скорости реакции. Этим, в частности, объясняется возникновение «стука» в поршневом двигателе с искровым зажиганием, который вызван предпламенным самовоспламенением заряда в нерасчетном режиме работы.
Известны разные способы повышения детонационной способности жидких углеводородных топлив.
Один способ основан на предварительной тепловой подготовке жидкого углеводородного топлива за пределами камеры сгорания путем частичного или полного испарения топлива (Frolov S. М., Basevich V. Ya., Posvianskii V. S. Limiting Drop Size and Prevaporization Degree Required For Spray Detonation. In: Application of Detonation to Propulsion / G. Roy, S. Frolov, J. Shepherd Eds., Moscow, Torus Press, 2004, p. 1 10-1 19; Евразийский патент 010875 Bl , B01J 19/24; B01B 1/00 (2006.01), 13.12.2005), частичного или полного пиролиза топлива (Bezgin L. V., opchenov V. I., Starik A. M., Titova N.S. Modeling studies of ignition and combustion of propane and the products of the thermal decomposition. In: Pulse and Continuous Detonations (G. D. Roy, S.M. Frolov, J.O. Sinibaldi, Eds.). Moscow: Torus Press, 2006), а также частичного окисления топлива (Басевич В. Я., Лидский Б. В., Фролов СМ. Сокращение длины предетонационного участка в химически подготовленной газовой смеси: эффект Щелкина - Соколика. В кн. Горение и взрыв / под общей редакцией СМ. Фролова. Москва: Торус Пресс, 2009, Вып. 2, с. 22-25; Higgins A. J., Pinard P., Yoshinaka А. С, Lee J.H.S., Sensitization of fuel-air mixtures for deflagration-to-detonation transition. In: High-Speed Deflagration and Detonation: Fundamentals and Control (G.D.Roy, S.M. Frolov, D.Netzer, A.A. Borisov, Eds), ELEX- M Publishers, Moscow, 2001 , 384 p.). Общие недостатки этого способа - усложнение конструкции системы подачи топлива и изменение агрегатного состояния топлива от жидкого к газообразному, приводящее к уменьшению теплонапряженности рабочего процесса в камере сгорания энергопреобразующего устройства.
Другой способ основан на модификации жидких углеводородных топлив путем добавления промотирующих присадок, сокращающих время задержки самовоспламенения и, тем самым, повышающих детонационную способность топлива (патенты RU 2444560 CI , C 10L 1/10, C10L 1/12 (2006.01 ), 01.07.2010; RU 2352618, C10L 1/12, C10L 10/02, C01F 17/00, 20.04.2009; RU 2352618, C10L 1/12, C10L 10/02, C01F 17/00, 20.04.2009; RU 2259388, C10L 1/12, 27.08.2005; Tepper F., Kaledin L. A. Nano aluminum as a combustion accelerant for kerosene in air breathing systems / 39th AIAA Aerospace Sciences Meeting & Exhibit 8-1 1 January 2001, Reno, NV, AIAA-2001-0521 ; Gerstein M., Choudhury P. R., Programmed Ignition of Metal Compounds in a Scramjet / JANNAF Combustion Subcommittee Meeting, Monterey, Nov. 1993, V. II, p. 87). Однако сокращение времени задержки самовоспламенения повышает риск преждевременного самовоспламенения топлива и его зажигания от горячей поверхности.
Третий способ основан на использовании нескольких (двух и более) топливных составов с разной детонационной способностью (G.D. Roy, S.M. Frolov , А.А. Borisov, D.W. Netzer / Pulse detonation propulsion: challenges, current status, and future perspective. Progress in Energy and Combustion Science 30 (2004), p. 624; Georg E., Marge P., Sabel'nikov V.A., Self-ignition in supersonic flows: hydrogen versus hydrocarbons-hydrogen mixtures - chemistry/mixing interplay. In: Pulse and Continuous Detonations / G. D. Roy, S.M. Frolov, J.O. Sinibaldi, Eds., Moscow: Torus Press, 2006; Frolov S. M., Basevich V. Ya., Belyaev A. A., Neuhaus M. G. Application of fuel blends for controlling detonability in pulsed detonation engines. In: Gaseous and Heterogeneous Detonations: Science to Applications / G.D. Roy, S.M. Frolov, K. Kailasanath, N.N. Smirnov, Eds., Moscow, ENAS Publishers, 1999, pp. 313-330; патент RU 2371469 C2, CIOL 1/04, CIOL 1/06, CIOL 1/23 (2006.01), 15.01.2007). В этом случае детонация инициируется в области, занятой топливным составом большей детонационной способности, и перепускается в область, занятую горючей смесью со штатным жидким углеводородным топливом. В качестве горючих компонентов с высокой детонационной способностью предлагается использовать водород, этилен, ацетилен (G.D. Roy, S.M. Frolov , A. A. Borisov, D.W. Netzer / Pulse detonation propulsion: challenges, current status, and future perspective. Progress in Energy and Combustion Science 30 (2004), p. 624; Kuznetsov M., Alekseev V., Matsukov I. Detonation transmission from one mixture to another of low sensitivity. In: Advances in Confined Detonations / G. D. Roy, S. M. Frolov, R. Santoro, and S.A. Tsyganov Eds., Torus-Press, Moscow, 2002, 312 p.) Вместо использования дополнительного топлива с высокой детонационной способностью в области инициирования детонации вместо воздуха предлагают использовать либо обычный кислород (G.D. Roy, S.M. Frolov , A. A. Borisov, D.W. Netzer / Pulse detonation propulsion: challenges, current status, and future perspective. Progress in Energy and Combustion Science 30 (2004), p. 624), либо кислород в электронно-возбужденном состоянии (A.M. Starik, N.S. Titiva, Low- temperature initiation of the detonation combustion of gas mixture in a supersonic flow under excitation of the 02('Δ§) state of molecular oxygen / Dokl.Phys. 46:627:32; A.M. Starik, N.S. Titiva, Sharipov A.S. / in: Detonation and detonative combustion // Ed. by G. Roy, S. Frolov. Moscow: Torus Press, 2010, 520 p). Недостаток этого способа заключается в том, что перепуск детонации из одной горючей смеси в другую - сложное динамическое явление, определяемое характеристиками переходного слоя и, следовательно, для надежного инициирования детонации в воздушной смеси штатного жидкого углеводородного топлива необходимо принимать специальные меры по обеспечению требуемой стратификации горючей смеси.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу повышения детонационной способности жидкого углеводородного топлива является способ раздельной или совместной распределенной подачи жидкого углеводородного топлива (моделируемого изо-октаном) и жидкого водного раствора перекиси водорода в камеру сгорания горелочного устройства или двигателя, работающих на управляемой детонации, обсуждаемый в статьях (S.M. Frolov, V.Ya. Basevich, А.А. Vasil'ev / Dual-fuel concept for advanced propulsion. In: High-Speed Deflagration and Detonation: Fundamentals and Control. In: Roy G, Frolov S, Netzer D, Borisov A, Eds., High-speed deflagration and detonation: fundamentals and control. Moscow: Elex-KM Publ; 2001. p. 315-322; Frolov S. M., Posvianskii V. S., Basevich V. Ya., Belyaev A. A., Kuznetsov N. M. On application of emulsified liquid fuels for combustion control. In: Combustion and Noise Control. Ed. by G.D. Roy, Cranfield, UK, Cranfield Univ. Press, 2003, pp. 257-263) и (G.D. Roy, S.M. Frolov , A.A. Borisov, D.W. Netzer / Pulse detonation propulsion: challenges, current status, and future perspective. Progress in Energy and Combustion Science 30 (2004), стр. 645-646) (прототип). В работе (G.D. Roy, S.M. Frolov , A.A. Borisov, D.W. Netzer / Pulse detonation propulsion: challenges, current status, and future perspective. Progress in Energy and Combustion Science 30 (2004), стр. 645-646) на основе термодинамических расчетов и расчетов испарения и самовоспламенения капель жидкого углеводородного топлива в атмосфере воздуха, паров воды и паров перекиси водорода показано, что раздельная или совместная (в виде эмульсии типа «капли концентрированной перекиси водорода в жидком углеводородном топливе») распределенная подача жидкого углеводородного топлива и 85-процентной перекиси водорода (объемная концентрация 20%) в камеру сгорания позволяет в 1500 раз уменьшить энергию инициирования детонации по сравнению с воздушной смесью чистого жидкого углеводородного топлива.
Способ-прототип отличается простотой реализации и доступностью исходных компонентов, но не решает задачу о предотвращении преждевременного самовоспламенения многокомпонентной смеси или ее зажигания от горячей поверхности при температурах до 600-800 К. Следует подчеркнуть, что перекись водорода - вещество, экзотермически быстро разлагающееся при повышенных температурах и при контакте с традиционными конструкционными материалами (легированная сталь и другие).
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание такого способа повышения детонационной способности жидкого углеводородного топлива, при котором в камеру сгорания подается жидкое углеводородное топливо без какой-либо предварительной тепловой подготовки за пределами камеры сгорания и гарантированно предотвращается преждевременное самовоспламенение горючей смеси и ее зажигание от горячей поверхности при температурах до 600-800 К.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом подачи жидкого углеводородного топлива в камеру сгорания горелочного устройства или двигателя, работающих на управляемой детонации, включающим раздельную или совместную распределенную подачу жидкого углеводородного топлива и дополнительного горючего в камеру сгорания, в котором в качестве дополнительного горючего используется газообразный водород, а камера сгорания, обеспечивает в среднем однородное пространственное распределение капель жидкого углеводородного топлива, а также концентраций водорода и воздуха в области инициирования и распространения детонации, причем минимальная концентрация водорода в области инициирования и распространения детонации должна быть выше, чем 4% (об.), при условии, что степень предварительного испарения жидкого углеводородного топлива внутри камеры сгорания перед приходом детонационной волны не превышает 20-25%, и выше, чем 3% (об.), при условии, что степень предварительного испарения жидкого углеводородного топлива внутри камеры сгорания перед приходом детонационной волны превышает 25%.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1а схематически показаны примеры организации раздельной подачи жидкого углеводородного топлива (Т) и водорода (В), а также воздуха (О) в импульсно-детонационной камере сгорания.
На фиг. 16 схематически показаны примеры организации раздельной подачи жидкого углеводородного топлива (Т) и водорода (В), а также воздуха (О) в непрерывно-детонационной камере сгорания.
На фиг. 2а схематически показаны примеры организации совместной подачи жидкого углеводородного топлива (Т) и водорода (В), а также воздуха (О) в импульсно-детонационной камере сгорания.
На фиг. 26 схематически показаны примеры организации совместной подачи жидкого углеводородного топлива (Т) и водорода (В), а также воздуха (О) в непрерывно-детонационной (фиг. 26) камере сгорания.
На фиг. 3 представлены расчетные зависимости максимальной температуры в газовой фазе g>max от времени t для стехиометрических тройных гибридных смесей н-гептан (капли)-водород-воздух с разным содержанием водорода: 0%(об.), 7,5%(об.) и 14,75%(об.).
На фиг. 4а представлено сравнение зависимостей максимальной температуры газа от времени в тройных гибридных смесях н-гептана без водорода (штриховые кривые) и с добавкой водорода 7,5%(об.) при разных начальных температурах.
На фиг. 46 представлено сравнение зависимостей максимальной температуры газа от времени в тройных гибридных смесях н-декана без водорода (штриховые кривые) и с добавкой водорода 7,5%(об.) при разных начальных температурах На фиг. 5 представлены расчетные зависимости максимальной температуры газа Tg max и квадрата диаметра капли н-гептана d2 от времени в стехиометрической смеси н-гептан - воздух (коэффициент избытка горючего Ф = 1) при ψ = О (do = Ю мкм), 0,25 ( O ~ 9 MKM), 0,50 (б?о ~8 мкм) и 0,75 (do - 6 мкм) без добавок водорода.
На фиг. 6 представлены кривые максимальной температуры газа вокруг капли н-гептана и квадрат диаметра капли от времени для капельной смеси с 4,3%(об.)Н2 и ψ =0 (кривые 3) и для капельных смесей без добавки Н2, но с ψ = 0,50 и 0,25 (кривые 1 и 2).
Вариант осуществления изобретения
Жидкое углеводородное топливо и водород могут поступать в камеру сгорания раздельно в виде распределенных струй или совместно в виде гетерогенной топливной смеси, образованной барботированием топлива водородом. На фиг. 1 схематически показаны примеры организации раздельной подачи жидкого углеводородного топлива (Т) и водорода (В), а также воздуха (О) в импульсно- детонационной (фиг. 1а) и непрерывно-детонационной (фиг. 16) камерах сгорания. На фиг. 2 схематически показаны примеры организации совместной подачи жидкого углеводородного топлива (Т) и водорода (В), а также воздуха (О) в импульсно- детонационной (фиг. 2а) и непрерывно-детонационной (фиг. 26) камерах сгорания.
Заявляемое изобретение было разработано на основе детальных теоретических исследований влияния водорода на самовоспламенение и детонацию капельных смесей углеводородных горючих с воздухом, выполненных с помощью численного моделирования.
Расчеты самовоспламенения тройных гомогенных и гетерогенных (капельных) смесей углеводород-водород-воздух выполнены для четырех индивидуальных углеводородов: н-гептана, н-декана, н-додекана и н-тетрадекана, часто используемых для моделирования реальных моторных топлив: бензина, керосина и дизельного топлива. Расчеты проведены с помощью всесторонне проверенных вычислительных программ, позволяющих с достаточной точностью прогнозировать физико-химические характеристики многокомпонентных гомогенных и гетерогенных (капельных) горючих смесей, включая задержки самовоспламенения, скорость распространения и структуру ламинарного пламени, скорость распространения и структуру детонации, а также пределы распространения пламени и детонации на основе детальных кинетических механизмов химических реакций и обширной базы всех теплофизических данных для углеводородных топлив и их производных. В расчетах использовался проверенный детальный кинетический механизм окисления н-тетрадекана, содержащий в качестве составных частей механизмы окисления н-додекана, н-декана, н-гептана и водорода. Описание методик расчетов приведено в работах (Frolov S.M., Medvedev S.N., Basevich V.Ya., Frolov F.S. Self-ignition of hydrocarbon-hydrogen-air mixtures. International Journal of Hydrogen Energy, 2013, Vol. 38, pp. 4177-4184; Basevich V. Ya., Belyaev A. A., Medvedev S. N., Posvyanskii V. S., Frolov F. S., and Frolov S. M. Simulation of the autoignition and combustion of n-heptane droplets using a detailed kinetic mechanism. Russian Journal of Physical Chemistry B, 2010, Vol. 4, No. 6, pp. 995-1004; Басевич В. Я., Беляев А. А., Посвянский В. С, Фролов С. М. Механизмы окисления и горения нормальных парафиновых углеводородов: переход от С1-С 10 к С1 1-С16. Химическая физика, 2013, том 32, N° 4, с. 1-10).
Оказалось, что добавление водорода как в гомогенную, так и в гетерогенную смесь углеводород-воздух при температуре 0 < 1050 К увеличивает суммарную задержку самовоспламенения, т.е. при таких температурах водород играет роль ингибитора самовоспламенения. Наоборот, добавление водорода в гомогенную или гетерогенную смесь углеводород-воздух при То > 1050 уменьшает суммарную задержку самовоспламенения, т.е. при таких температурах водород играет роль промотора самовоспламенения.
Расчеты влияния добавок водорода на детонационную способность гомогенной и гетерогенной (капельной) горючей смеси показали, что малые добавки водорода в такие смеси оказывают значительный эффект на детонационную способность топлива. Доказано, что при добавлении более 4%(об.)Н2 капельная углеводородно-воздушная смесь становится детонационноспособной даже без предварительного испарения топлива.
Таким образом, принципиальное отличие данного изобретения от прототипа - тот факт, что добавление водорода приводит к ингибированию (а не промотированию, как в случае добавки перекиси водорода) самовоспламенения при температурах до 1050К и существенному повышению детонационной способности при температурах выше 1050 К и давлениях, характерных для ударных волн, ведущих детонацию. Для иллюстрации изобретения приводим примеры расчетов.
Пример 1. Самовоспламенение капельных смесей жидкого углеводородного топлива в воздухе без добавок и с добавками водорода.
На фиг. 3 представлены расчетные зависимости максимальной температуры в газовой фазе „та\ от времени t для стехиометрических тройных гибридных смесей н-гептан (капли)-водород-воздух с разным содержанием водорода: 0%(об.), 7,5%(об.) и 14,75%(об.). Расчеты проведены для капель начального диаметра do = 60 мкм при начальной температуре о = 1000 К и давлении Ро = 2 МПа. Анализ пространственных распределений промежуточных продуктов реакции показал, что ступенчатое изменение максимальной температуры газа на фиг. 3 связано с локальным появлением голубого пламени вследствие распада перекиси водорода, образованной в результате окисления углеводородного топлива. С увеличением содержания водорода в тройной гибридной смеси зона голубого пламени вырождается, а суммарная задержка самовоспламенения возрастает.
Причина возрастания задержки самовоспламенения заключается в том, что взаимодействие активных радикалов, образующихся по каналу окисления н-гептана, с водородом и промежуточными продуктами его окисления приводит к образованию менее активных частиц (например, Н02) и, следовательно, к торможению реакции. Другими словами, водород и продукты, образующиеся по каналу окисления водорода, влияют на процессы накопления и разложения перекиси водорода, определяющие развитие стадии голубого пламени н-гептана. Эти соображения подтверждаются результатами расчетов, приведенными на фиг. 4. Здесь представлено сравнение зависимостей максимальной температуры газа от времени в тройных гибридных смесях н-гептана (рис. 4а) и н-декана (рис. 46) без водорода (штриховые кривые) и с добавкой водорода 7,5%(об.) при разных начальных температурах. Отчетливо видно, что добавки водорода влияют не только на суммарную задержку самовоспламенения, но и на продолжительность промежуточных стадий многостадийного процесса самовоспламенения капель. При относительно низких начальных температурах (например, при То = 800 К) наблюдается значительное увеличение продолжительности зон холодного и голубого пламени. Это говорит об отборе водородом промежуточных активных радикалов, участвующих в соответствующих каналах зарождения и разветвления цепей. Тем не менее, при То < 1050 К задержка самовоспламенения тройной капельной смеси увеличивается с добавкой водорода, а при 0 > 1050 К - уменьшается.
Пример 2. Детонация капельных смесей жидкого углеводородного топлива в воздухе без добавок и с добавками водорода.
Считали, что ударная волна, ведущая детонацию, распространяется по смеси углеводородного топлива с воздухом, в которой топливо частично находится в жидком состоянии в виде однородной монодисперсной газовзвеси капель диаметром do, а частично - в парообразном состоянии, со скоростью 1800 м/с, а температура и давление за ударной волной принимают значения rg0 =1500 K и Р =3 МПа. Содержание паров горючего в газовой фазе задавали степенью предварительного испарения капель ψ. Принимали, что в отсутствие предварительного испарения горючего, т.е. при ψ = 0, капли имели диаметр do = Ю мкм. В качестве критерия детонационной способности такой смеси принят известный критерий (Басевич В. Я., Фролов С. М, Посвянский В. С. Условия существования стационарной гетерогенной детонации// Химическая физика. 2005. Т. 24. N" 7. С. 58-68): смесь считается детонационноспособной, если время полного сгорания смеси за ударной волной t* не превышает 100 мкс. Расчеты проведены как в отсутствие, так и при наличии добавок водорода.
На фиг. 5 представлены расчетные зависимости максимальной температуры газа Т&тах и квадрата диаметра капли н-гептана d2 от времени в стехиометрической смеси н-гептан - воздух (коэффициент избытка горючего Ф = 1) при ψ = 0 (i/fl - Ю мкм), 0,25 (do - 9 мкм), 0,50 ( /о ~8 мкм) и 0,75 (do - 6 мкм) без добавок водорода. Видно, что при ψ = 0, т.е. без частичного предварительного испарения (до прихода ударной волны), капли н-гептана с <^ = 10 мкм в газовзвеси стехиометрического состава не успевают полностью сгореть за время /* = 100 мкс. В соответствии с принятым критерием при ψ = 0 детонация невозможна. В остальных случаях, т.е. при ψ = 0,25, 0,5 и 0,75, паро-капельные смеси н-гептана с воздухом способны поддерживать детонацию.
Полученные результаты подтверждаются экспериментальными исследованиями (см., например, (Brophy С. М., Netzer D. W. et al. Detonation of a JP- 10 aerosol for pulse detonation applications. In: High-Speed Deflagration and Detonation / G.D.Roy, S.M. Frolov, D.Netzer, A.A. Borisov,' Eds., ELEX-KM Publishers, Moscow, 2001 , 384 p; Фролов С. M., Аксенов В. С. Переход горения в детонацию в керосино- воздушной смеси // Доклады академии наук. - 2007. - Т. 416. - N° 3. - С. 261-264.). В указанных работах детонация распыленного керосина JP-10 (Brophy et al) и ТС-1 (Frolov et al) в воздухе оказалась возможной только при частичном испарении горючего (до ψ = 0,75).
Затем исследовали влияние добавок Н2 на детонационную способность капельной газовзвеси. Оказалось, что даже малые добавки Н2 в капельную н- гептано-воздушную и н-декано-воздушную смесь дают значительный эффект на детонационную способность топлива. Так, при добавлении 4,3%(об.) Н2 капельная газовзвесь уже способна детонировать без предварительного испарения топлива. В подтверждение этого вывода на фиг. 6 представлены кривые максимальной температуры газа вокруг капли н-гептана и квадрат диаметра капли от времени для капельной смеси с 4,3%(об.)Н2 и ψ =0 (кривые 3) и для капельных смесей без добавки Н2, но с ψ = 0,50 и 0,25 (кривые 1 и 2). Другими словами, для повышения детонационной способности распыленного жидкого топлива малые добавки водорода оказываются настолько же эффективными, как и 25%-50%-ное предварительное испарение горючего.
Таким образом, предложен способ повышения детонационной способности жидкого углеводородного топлива, при котором в камеру сгорания подается жидкое углеводородное топливо без какой-либо предварительной тепловой подготовки за пределами камеры сгорания и гарантированно предотвращается преждевременное самовоспламенение горючей смеси и ее зажигание от горячей поверхности при температурах до 600-800 К.

Claims

Формула изобретения
Пункт 1. Способ подачи жидкого углеводородного топлива в камеру сгорания горелочного устройства или двигателя, работающих на управляемой детонации, включающий раздельную или совместную распределенную подачу жидкого углеводородного топлива и дополнительного горючего в камеру сгорания, отличающийся тем, что для повышения детонационной способности многокомпонентной топливно-воздушной смеси и для предотвращения самовоспламенения или зажигания смеси от горячей поверхности при температурах до 600-800 К в качестве дополнительного горючего используется газообразный водород.
Пункт 2. Способ по п.1 , отличающийся тем, что подача углеводородного топлива и газообразного водорода организована так, что в камере сгорания в среднем образуется однородное пространственное распределение капель жидкого углеводородного топлива, а также концентраций водорода и воздуха в области инициирования и распространения детонации, причем минимальная концентрация водорода в области инициирования и распространения детонации должна быть выше, чем 4% (об.), при условии, что степень предварительного испарения жидкого углеводородного горючего внутри камеры сгорания перед приходом детонационной волны, не превышает 20-25%, и выше, чем 3% (об.), при условии, что степень предварительного испарения жидкого углеводородного топлива внутри камеры сгорания перед приходом детонационной волны превышает 25%.
PCT/RU2013/000373 2013-04-30 2013-04-30 Способ повышения детонационной способности жидкого углеводородного топлива WO2014178745A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2013/000373 WO2014178745A1 (ru) 2013-04-30 2013-04-30 Способ повышения детонационной способности жидкого углеводородного топлива

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2013/000373 WO2014178745A1 (ru) 2013-04-30 2013-04-30 Способ повышения детонационной способности жидкого углеводородного топлива

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014178745A1 true WO2014178745A1 (ru) 2014-11-06

Family

ID=51843748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2013/000373 WO2014178745A1 (ru) 2013-04-30 2013-04-30 Способ повышения детонационной способности жидкого углеводородного топлива

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2014178745A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11149954B2 (en) 2017-10-27 2021-10-19 General Electric Company Multi-can annular rotating detonation combustor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3970054A (en) * 1974-02-21 1976-07-20 Regie Nationale Des Usines Renault Internal combustion engine fed with a stratified double charge
RU2109976C1 (ru) * 1992-05-15 1998-04-27 Орбитал Энджин Компани (Аустрэлия) ПТИ, Лимитед Способ работы двигателя внутреннего сгорания и устройство для введения горючего в него

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3970054A (en) * 1974-02-21 1976-07-20 Regie Nationale Des Usines Renault Internal combustion engine fed with a stratified double charge
RU2109976C1 (ru) * 1992-05-15 1998-04-27 Орбитал Энджин Компани (Аустрэлия) ПТИ, Лимитед Способ работы двигателя внутреннего сгорания и устройство для введения горючего в него

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11149954B2 (en) 2017-10-27 2021-10-19 General Electric Company Multi-can annular rotating detonation combustor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2008145045A (ru) Система и способ зажигания газовой или дисперсной топливно-окислительной смеси
WO2014129920A1 (ru) Устройство для сжигания топлива в непрерывной детонационной волне
RU2454607C1 (ru) Способ стабилизации процесса горения топлива в камере сгорания и камера сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя летательного аппарата
Ichikawa et al. NH3 combustion using three-layer stratified fuel injection for a large two-stroke marine engine: Experimental verification of the concept
Yontar et al. Combustion characteristics of trimethyl borate, diesel, and trimethyl borate-diesel blend droplets
RU2742319C1 (ru) Способ работы детонационного ракетного двигателя
WO2014178745A1 (ru) Способ повышения детонационной способности жидкого углеводородного топлива
Dunin et al. Analysis of the nozzle hole diameter effect to common rail diesel engine characteristics using a calculated model of an internal combustion engine
RU2348828C1 (ru) Ракетный двигатель малой тяги, работающий на несамовоспламеняющихся газообразном окислителе и жидком горючем, и способ его запуска
Obuchi et al. Ignition characteristics of boron particles in the secondary combustor of ducted rockets-effects of magnalium particle addition
US20120308941A1 (en) Method and device for high-temperature combustion using fuel and aqueous solution of organic compound
US20050138933A1 (en) Pulse detonation engine and method for initiating detonations
Tucker et al. Hydrocarbon fuel flash vaporization for pulsed detonation combustion
KR20070096450A (ko) 에멀젼 연소장치
Tucker et al. The use of a flash vaporization system with liquid hydrocarbon fuels in a pulse detonation engine
JP2002115812A (ja) 水−化石燃料混合エマルジョンの燃焼方法及び燃焼装置
US2698510A (en) Method and fuel for operating pulse-jet engines and protectively coating valves of such engines
Chen et al. The role of non-equilibrium plasma kinetic effect on GCH4/GOX rocket engine combustion performance
Almohammadi et al. Ignition and relight, and impact of alternative fuels
US7690191B2 (en) Fuel preconditioning for detonation combustion
RU2550209C1 (ru) Способ организации воспламенения и горения топлива в гиперзвуковом прямоточном воздушно-реактивном двигателе (гпврд)
CN103484173B (zh) 自点火燃料
Wang et al. Study on plasma combustion process in aero engine combustor
Lee et al. Combustion characteristics of a paraffin-based fuel hybrid rocket
RU2529035C1 (ru) Нанокомпонентная энергетическая добавка и жидкое углеводородное топливо

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13883749

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13883749

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1