A study of characteristics of a pulsed MHD generator running on a combined pyrotechnic fuel
In this paper, the design of a magnetohydrodynamic (MHD) generator is numerically simulated and analyzed. The regime and overall parameters of the accelerating nozzle and MHD channel of the pulsed MHD generator with a two-chamber plasma generator, operating on pyrotechnic fuel combustion products with afterburning in atmospheric oxygen, are numerically calculated. A mixture of Mg powders (fuel) and KNO3 saltpeter is chosen as the pyrotechnic fuel. This mixture serves as both an oxidizing agent and a source of an easily ionizing additive. The condensed fraction includes MgO particles that can be solid or liquid depending on the ambient conditions. Relying on the previously calculated parameters of the constructed plasma generator, the developed mathematical model allows the numerical investigation of all the processes occurring in the gas-dynamic duct of the MHD generator. The parameters of a two-phase flow in the MHD channel and its general characteristics can be determined for the given characteristics of the nozzle.
Keywords
MHD generator,
pyrotechnic fuel,
modeling,
Euler-Lagrange model,
multiphase multicomponent flow,
condensed particlesAuthors
| Butov Vladimir G. | Tomsk State University | bvg@niipmm.tsu.ru |
| Afonin Anton G. | Tomsk State University | aag@niipmm.tsu.ru |
| Solonenko Viktor A. | Tomsk State University | vik@niipmm.tsu.ru |
| Kuleshov Artyom A. | Tomsk State University | artem.kuleshov@niipmm.tsu.ru |
| Yashchuk Aleksey A. | Tomsk State University | rainbow@niipmm.tsu.ru |
Всего: 5
References
Афонин А.Г., Бутов В.Г., Солоненко В.А., Ящук А.А., Якушев А.А. Исследование процес сов в генераторе плазмы импульсного МГД-генератора на комбинированном пиротехническом топливе // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2022. № 78. С. 60-73.
Дегтев Ю.Г., Догадаев Р.В., Клычков В.И. и др. Исследование свойств плазмы продук тов 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.
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. Вильям са. М.: Мир, 1983. 328 с.
Стернин Л.Е. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. М.: Машинострое ние, 1974. 212 с.
Стернин Л.Е., Маслов Б.Н., Шрайбер А.А., Подвысоцкий А.М. Двухфазные моно и поли дисперсные течения газа с частицами. М.: Машиностроение, 1980. 172 с.
Стернин Л.Е., Шрайбер А.А. Многофазные течения газа с частицами. М.: Машиностро ение, 1994. 320 с.
Волков К.Н., Емельянов В.Н. Течения газа с частицами. М.: Физматлит, 2008. 600 с.
Menter F.R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications // AIAA-Joumal. 1994. V. 32, № 8. P. 1598-1605.
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.
Ватажин А.Б., Любимов Г.А., Регирер С.А. Магнитогидродинамические течения в каналах. М.: Наука, 1970. 572 с.
Бреев В.В., Губарев А.В., Панченко В.П. Сверхзвуковые МГД-генераторы. М.: Энергоатомиздат, 1988. 240 с.
Энциклопедия низкотемпературной плазмы / под ред. В.Е. Фортова. М.: Наука, 2000, Т. IV. 507 с.
Чернов Ю.Г., Сахаров Б.Б., Веретенов В.Ю. Пакет прикладных программ "Плазма". Препринт № 3522. М.: ИАЭ, 1981.
Панченко В.П. Введение в магнитогидродинамическое (МГД) преобразование энергии: электрон. учеб. изд. М.: МГТУ им. Баумана, 2011. 55 с.
Афонин А.Г., Бутов В.Г., Панченко В.П. и др. Импульсный магнитогидродинамический генератор большой мощности на твёрдом (пороховом) топливе нового поколения // Прикладная механика и техническая физика. 2018. № 6. С. 75-87. 10.15372/PMTF20180608.
