A Study of processes in a plasma generator of the pulsed MHD generator running on a combined pyrotechnic fuel
This paper presents the results of numerical simulation of the processes in a two-chamber plasma generator of the pulsed MHD generator running on combustion products of a combined pyrotechnic fuel with afterburning in air oxygen. A mixture of Mg powder (a fuel) and KNO3 powder (an oxidizer and a source of the easily ionized additive) is chosen as a pyrotechnic fuel. The considered plasma generator includes a gas generator and an afterburner. Multicomponent combustion products of the selected pyrotechnic fuel contain solid particles of MgO and gaseous Mg. Within the afterburner, the unburnt Mg is burned up in the presence of air oxygen, forming MgO liquid particles. The proposed mathematical model allows one to numerically investigate all the processes occurring in a plasma generator of an MHD generator with an afterburner and to obtain the required data for determining the shape of the accelerating nozzle and the relevant parameters for calculations in the MHD channel.
Keywords
pulsed MHD generator,
plasma generator,
combined fuel,
afterburner,
multicomponent flow,
multiphase flow,
mathematical modeling,
parametric analysisAuthors
| Afonin Anton G. | Tomsk State University | aag@niipmm.tsu.ru |
| Butov Vladimir G. | Tomsk State University | bvg@niipmm.tsu.ru |
| Solonenko Victor A. | Tomsk State University | vik@niipmm.tsu.ru |
| Yashchuk Aleksey A. | Tomsk State University | rainbow@niipmm.tsu.ru |
| Yakushev Andrey A. | Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research | |
Всего: 5
References
Дегтев Ю.Г., Догадаев Р.В., Клычков В.И. и др. Исследование свойств плазмы про дуктов сгорания пиротехнических (металлических) горючих в воздухе // Доклады РАН. 1995. Т. 340, № 6. С. 768-771.
Дегтев Ю.Г., Догадаев Р.В., Иваненко А.А. и др. Экспериментальные и численные исследования плазмы продуктов сгорания пиротехнического горючего в воздухе // Теплофизика высоких температур. 2006. Т. 44, № 4. С. 494-502. doi: 10. 1007/s 10740006-0061-8
Афонин А.Г., Бутов В.Г., Панченко В.П. и др. Импульсный магнитогидродинамиче ский генератор большой мощности на твердом (пороховом) топливе нового поколения // Прикладная механика и техническая физика. 2018. № 6. С. 75-87. doi: 10.15372/PMTF20180608
Велихов Е.П., Афонин А.Г., Бутов В.Г. и др. Импульсный МГД-генератор нового поколения // Доклады РАН. 2019. Т. 486, № 2. С. 178-183. doi: 10.31857/S0869-56524862178-183
Чернов Ю.Г., Сахаров Б.Б., Веретенов В.Ю. Пакет прикладных программ «Плазма» : препринт № 3522. М. : ИАЭ, 1981.
Трусов Б.Г. Программная система «Терра» для моделирования фазовых и химических равновесий в плазмохимических процессах // Труды Ш международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново, 2002. С. 217-220.
Ватолин Н.А., Моисеев Г.К., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование в вы сокотемпературных неорганических системах. М. : Металлургия, 1994. 352 с.
Gordon S., McBride B.J. Computer program for calculation of complex chemical equilibrium compositions and applications. I. Analysis. NASA Reference Publication 1311. 1994.
Gordon S., McBride B.J. Computer program for calculation of complex chemical equilibrium compositions and applications. II. Users manual and program description. NASA Reference Publication 1311. 1996.
Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. М. : Наука, 1987. Ч. 1. 464 с.
Турбулентные течения реагирующих газов : пер. с англ. / под ред. П. Либби, Ф. Вильямса. М. : Мир, 1983. 328 с.
Стернин Л.Е. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. М. : Машиностроение, 1974. 212 с.
Стернин Л.Е., Маслов Б.Н., Шрайбер А.А., Подвысоцкий А.М. Двухфазные моно и полидисперсные течения газа с частицами. М. : Машиностроение, 1980. 172 с.
Стернин Л.Е., Шрайбер А.А. Многофазные течения газа с частицами. М. : Машиностроение, 1994. 320 с.
Волков К.Н., ЕмельяновВ.Н. Течения газа с частицами. М. : Физматлит, 2008. 600 с.
Menter F.R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications // AIAA-Journal. 1994. V. 32, No. 8. P. 1598-1605. doI: 10.2514/3.12149
Vieser W., Esch T., Menter F. Heat transfer predictions using advanced two-equation turbulence models // CFX Validation Report 10/0602. AEA Technology, 2002. P. 1-69.
Vasquez E.R., Eldredge T. Process modeling for hydrocarbon fuel conversion // Advances in Clean Hydrocarbon Fuel Processing Science and Technology. 2011. P. 509-545. (Woodhead Publishing Series in Energy). doi: 10.1533/9780857093783.5.509
Щетинков Е.С. Физика горения газов. М. : Наука, 1965. 740 с.
Burcat A., Ruscic B. Third millennium ideal gas and condensed phase thermochemical database for combustion (with update from active thermochemical tables). Technical Report ANL-05/20. Argonne : Argonne National Lab, 2005. doi: 10.2172/925269
