Рассмотрим классический импульсный детонационный источник энергии цилиндрической формы согласно рис. № 7.
Рис. № 7. Детонационный источник энергии цилиндрической формы, бесклапанный.
Известно, что при горении любой топливно-кислородной смеси в трубе происходит переход горения в детонацию. В этом случае перед фронтом пламени движется исходная смесь, которая турбулизируется стенками трубы, что приводит к увеличению поверхности горения, т. е., в конечном счете, к непрерывному ускорению фронта пламени. Ускоряющееся пламя образует перед собой ударную волну, которая при достижении соответствующих параметров возбуждает детонацию не сгоревшей смеси.
При этом детонация в атмосферу от одного источника детонационного горения представляет собой взрыв, в котором взрывная волна распространяется со скоростью 2000-3000 м/с, а температура горения достигает 3000 С.
Особенность цилиндрических источника в том, что из-за низкой частоты следования ударных волн время, в течение которого происходит сжигание топлива, по сравнению с характерным временем цикла, мало. В результате, несмотря на высокий КПД собственно детонационного сжигания – общий КПД таких конструкций низкий.
В конструктивном плане традиционный импульсный детонационный источник энергии представляет собой трубчатую полость, открытую с обеих сторон, см. рис. № 8. На входе монтируется инжекционный конусный смеситель (4), далее стабилизатор (7) и после него – камера быстрого горения/детонации (11).
Принцип работы схож с принципом работы пульсирующего бесклапанного реактивного двигателя за одним исключением – в трубе распространяется волна детонационного горения.
Рис. № 8. Импульсный детонационный источник энергии трубчатой формы.
Где:
1 – патрубок подвода газа.
2 – вход воздуха.
3 – газовая форсунка.
4 – инжекционный смеситель (эжектор).
5 – конфузор смесителя.
6 – диффузор смесителя.
7 – стабилизатор (сетка из нержавейки).
8- Электроискровая свеча зажигания.
9 – труба (корпус).
10- оптимальное расстояние установки свечи для инициации
быстрого горения.
11- камера быстрого горения (детонации).
12 – камера смешивания топливовоздушной смеси.
Корпус устройства разделён на две зоны.
Зона подготовки топливовоздушной смеси (12).
Зона горения (11).
В зоне подготовки топливовоздушной смеси происходит смешивание горючего газа и окислителя (воздуха) с помощью классического инжекционного смесителя (эжектора).
В инжекционном смесителе горючий газ, который истекает из сопла с большой скоростью обладает большим запасом кинетической