Blog

Mar 21, 2024

Verwendung von extrudiertem Diamantmulti

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 15393 (2023) Diesen Artikel zitieren 276 Zugriffe auf Metrikdetails Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt auf der Untersuchung der Verwendung von mehrfach extrudiertem Diamant

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 15393 (2023) Diesen Artikel zitieren

276 Zugriffe

Details zu den Metriken

Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt auf der Untersuchung des Einsatzes von mehrfach extrudierten Diamant-Injektoren für die Kraftstoffverteilung in der Brennkammer von Scramjet. In dieser Studie wurde die Berechnungstechnik zur Simulation der aus extrudierten Düsen freigesetzten Querkraftstoffstrahlen angewendet. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Bewertung der Rolle induzierter Stoßwellen auf die Durchdringung und Verteilung von Kraftstoffstrahlen. Die Auswirkungen des Strahlraums und der Verwendung einer Ringdüse für das Kraftstoffeinspritzsystem werden aufgezeigt. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass der Strahlspalt effizienter zum Mischen wäre, wenn auch der innere Luftstrahl verwendet würde. Außerdem erhöht die Einspritzung der Luft aus dem Kern der Ringdüse die Kraftstoffmischung erheblich.

Kraftstoffeinspritzsysteme spielen eine entscheidende Rolle bei der effizienten Kraftstoffmischung in Scramjets. Scramjets oder Staustrahltriebwerke mit Überschallverbrennung sind luftatmende Triebwerke, die für den Betrieb mit Überschallgeschwindigkeit ausgelegt sind. Diese Motoren beruhen auf der Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches, um Schub zu erzeugen. Eine effiziente Kraftstoffmischung ist wichtig, um eine ordnungsgemäße Verbrennung sicherzustellen und die Motorleistung zu maximieren1,2,3.

Kraftstoffeinspritzsysteme für Scramjets sind für die kontrollierte und effiziente Zufuhr von Kraftstoff in die Brennkammer verantwortlich4,5. Das Hauptziel besteht darin, eine gründliche und schnelle Vermischung des Brennstoffs mit der einströmenden Luft zu erreichen und so eine stabile Verbrennung und optimale Leistung zu fördern6,7. Verschiedene Techniken und Einspritzdüsendesigns wurden entwickelt, um die einzigartigen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Scramjet-Kraftstoffeinspritzung zu bewältigen8,9.

Der Einzelelement-Injektor ist einer der einfachsten und am häufigsten verwendeten Injektortypen in Scramjet-Triebwerken10,11,12,13. Es besteht aus einem einzelnen Kraftstoffeinspritzelement, das Kraftstoff in den Luftstrom einspritzt. Auch wenn das Design einfach ist, kann es Probleme wie eine ungleichmäßige Kraftstoffverteilung und eine eingeschränkte Kontrolle über den Kraftstoff-Luft-Mischprozess geben14,15,16. Es handelt sich jedoch um eine kostengünstige Lösung, die unter bestimmten Betriebsbedingungen eingesetzt werden kann17.

Die Mehrelement-Einspritzdüse umfasst mehrere Kraftstoffeinspritzelemente, die in einem bestimmten Muster angeordnet sind18,19,20. Jedes Element ist dafür verantwortlich, Kraftstoff an einer bestimmten Stelle innerhalb der Brennkammer einzuspritzen. Dieses Design ermöglicht eine bessere Kontrolle über die Kraftstoffverteilung und -mischung, was zu einer verbesserten Verbrennungseffizienz21,22,23,24 führt. Multielement-Injektoren können an spezifische Strömungsbedingungen angepasst werden, wodurch sie für ein breites Spektrum an Betriebsbedingungen geeignet sind25,26.

Prallinjektoren nutzen eine Reihe von Kraftstoffstrahlen, die aufeinander oder auf eine gegenüberliegende Oberfläche, beispielsweise eine Kraftstoffplatte oder eine Wand, auftreffen27,28. Diese Konstruktion fördert eine intensive Zerstäubung und Vermischung des Kraftstoffs aufgrund der Kollision und Aufteilung der Kraftstoffströme. Auftreffende Einspritzdüsen sorgen für eine verbesserte Kraftstoff-Luft-Mischung und eine verbesserte Verbrennungsstabilität29,30,31,32. Ihre Herstellung kann jedoch komplexer sein und sorgfältige Designüberlegungen erfordern33.

Der koaxiale Scherinjektor verwendet einen inneren Kraftstoffstrom, der von einem äußeren Luftstrom umgeben ist. Die Kraftstoff- und Luftströme werden gezwungen, sich in entgegengesetzte Richtungen zu bewegen, wodurch zwischen ihnen eine Scherschicht entsteht34,35. Diese Scherschicht verbessert die Zerstäubung und Vermischung des Kraftstoffs und führt so zu einer verbesserten Verbrennungseffizienz. Koaxiale Scherinjektoren sind für ihre Fähigkeit bekannt, hohe Kraftstoff-Luft-Mischraten zu erreichen und einem breiten Spektrum an Betriebsbedingungen standzuhalten36,37.

Blasinjektoren nutzen Druckluft, um den Kraftstoff zu zerstäuben und zu mischen. Der Kraftstoff wird in eine Kammer eingespritzt, wo Hochgeschwindigkeitsluftstrahlen ihn in kleine Tröpfchen zerteilen und so eine schnelle Vermischung mit der einströmenden Luft begünstigen. Lufteinspritzdüsen bieten eine gute Kontrolle über die Kraftstoffzerstäubung und können für eine effiziente Kraftstoff-Luft-Mischung sorgen. Allerdings benötigen sie eine separate Druckluftversorgung, was die Komplexität des Gesamtsystems erhöht38,39.

Eine effiziente Kraftstoffmischung ist entscheidend für die Erzielung einer optimalen Verbrennung und Leistung in Scramjet-Triebwerken. Verschiedene Arten herkömmlicher Injektoren, darunter Einzelelement-Injektoren, Mehrelement-Injektoren, Prall-Injektoren, koaxiale Scherinjektoren und Blasinjektoren, wurden entwickelt, um die Herausforderungen zu bewältigen, die mit der Kraftstoffeinspritzung in Scramjets verbunden sind. Jeder Injektortyp bietet einzigartige Vor- und Nachteile und die Auswahl hängt von Faktoren wie Betriebsbedingungen, Leistungsanforderungen und Fertigungsaspekten ab. Weitere Forschung und Entwicklung im Bereich der Kraftstoffeinspritztechniken treiben weiterhin Verbesserungen in der Scramjet-Technologie voran und zielen auf eine verbesserte Kraftstoffeffizienz und Antriebsleistung ab.

In dieser Studie wurde versucht, den Mechanismus der Kraftstoffmischung von extrudierten Multi-Diamant-Düsen innerhalb der Brennkammer des Scramjet-Triebwerks darzustellen. Der Einfluss der Strahlkonfiguration und der Strahlräume wird in diesem Artikel ausführlich analysiert (Abb. 1). Die CFD-Rechentechnik wird verwendet, um die komprimierbare Überschallströmung mit transversal extrudierten Diamantdüsen zu modellieren. In dieser Studie wird auch der Einfluss koaxialer Luft- und Kraftstoffstrahlen untersucht.

Vorgeschlagene Düsenkonfiguration.

Zur Modellierung der Vermischung der Wasserstoff-Multistrahlen in einer Brennkammer wird die numerische Strömungsdynamik als robuste Methodik eingesetzt. Da in dieser Studie versucht wurde, die Rolle der Kraftstoffstrahlwechselwirkung auf die Kraftstoffmischung zu untersuchen, wurden RANS-Gleichungen als primäre maßgebliche Gleichungen für das eingeführte Modell ausgewählt. Für die Simulationen wurden aufgrund der Existenz der Stoßwelle in unserem Fall auch die Energiegleichungen sofort gelöst. Aufgrund der hochturbulenten Struktur der Überschallströmungsstrahlen und der extrudierten Düse wird auch das SST-Turbulenzmodell verwendet. Die Reaktionen werden in diesem Modell nicht berücksichtigt, da ihre Auswirkungen auf die Kraftstoffdiffusion sehr begrenzt sind. Die Spezies-Massentransportgleichung wird in der vorliegenden Studie auch für das Sekundärgas Wasserstoff berücksichtigt. Der theoretische Ansatz ist im Maschinenbau und in den Naturwissenschaften weit verbreitet40,41,42,43,44,45,46.

Die ausgewählte Geometrie der vorgeschlagenen Multi-Diamant-Extrusionsdüsen innerhalb der Brennkammer des Scramjet-Triebwerks ist in Abb. 2 dargestellt. Der Einlassstrom mit Mach = 4 und atmosphärischem Druck wird auf die Einlassebene aufgebracht und die erste extrudierte Multi-Diamant-Düse extrudiert Die Düse befindet sich 20 mm hinter dem Einlass. Die Fläche des Kraftstoff-Außenstrahls und des inneren Luftstrahls entspricht einem Kreis mit einem Durchmesser von Dj = 0,5 mm. Die Länge der Domäne beträgt 100 mm und die Tiefe 1,5 mm. Die Höhe der 1., 2., 3. und 4. diamantextrudierten Düse beträgt 0, 0,5 mm, 1 mm und 1,5 mm. Der Kraftstoff- und Luftstrahl wird mit einem Gesamtdruck von 10 % des freien Strahls und der Schallgeschwindigkeit freigesetzt. In dieser Untersuchung werden zwei Spalträume (3 Dj und 7Dj) des Raums der extrudierten Multi-Diamant-Düse simuliert. Weitere Details zur angewandten Randbedingung sind in Abb. 2 dargestellt.

Angewandte Randbedingung.

Die Generierung des Gitters erfolgt auch mit spezifischen Eigenschaften, die sich auf die Physik des vorgestellten Modells beziehen. Die strukturierten Gitter werden für das geklärte Modell erstellt, dessen Auflösung jedoch nicht im gesamten Bereich einheitlich ist. Wie in Abb. 3 dargestellt, ist die Größe des Gitters in der Nähe des extrudierten Diamantinjektors geringer als in anderen Abschnitten, da in diesem Bereich die Wechselwirkungen der Überschallströmung mit extrudierten Düsen und Crossjets stattfinden47,48,49,50,51. Außerdem wird eine Rasteranalyse durchgeführt, um die Ergebnisse zu authentifizieren, die nicht mit der Größe der Raster in Zusammenhang stehen sollten. In Tabelle 1 werden die durchschnittlichen Massenkonzentrationen der erzeugten Gitter für die vier erzeugten Gitter verglichen. Somit wird das Feinraster für zukünftige Untersuchungen angewendet.

Netzproduktion.

Der erste Schritt besteht darin, die Ergebnisse mit anderen Daten zu validieren, um die Korrektheit der Simulationen sicherzustellen. In dieser Arbeit wird der Eindringwert des Einzelstrahls mit experimentellen Ergebnissen in Tabelle 2 verglichen. Die Abweichung der Berechnungsergebnisse von experimentellen Daten ist ebenfalls in Tabelle 2 definiert. Die durchschnittliche Abweichung der Eindringhöhe einer einzelnen Kreisdüse von experimentellen Daten Die Daten liegen für die verschiedenen Stellen stromabwärts der Brennstoffdüsen bei weniger als 8 %.

Abbildung 4 zeigt die Mach-Kontur auf der Symmetrieebene der Ringdüse für zwei Strahlräume von 3Dj und 7Dj mit/ohne Innenluftstrahlen. Im ringförmigen Injektionsmodell (Abb. 4a) ist der starke Bugstoß vor dem ersten Strahl zu bemerken und sein Winkel hängt von Natur aus mit den Strahlräumen zusammen. Wie in der Abbildung zu sehen ist, werden in der Nähe des Injektors winzige Zylinderstöße erzeugt, die über eine Scherschicht verbunden sind. Die Ablenkung dieser Zylinderstöße in der Nähe der Düse ist nach der zweiten extrudierten Düse begrenzt. Mit der Verkleinerung der Strahlräume ist die Ablenkung des erzeugten Laufstoßes im Bereich der Düsen größer. In Abb. 4b vergrößert die Einspritzung des Luftstrahls aus dem inneren Kern der Diamantdüse den Winkel des Bugstoßes, und dieser Effekt ist an der Ablenkung der durch die ringförmigen Kraftstoffstrahlen erzeugten Laufstöße sichtbar. Der Vergleich des Bugstoßes für den Ringstrahl (gestrichelte blaue Linie) mit koaxialen Treibstoff- und Luftstrahlen (durchgezogene blaue Linie) bestätigt die wichtigen Auswirkungen der inneren Luftstrahlen auf die Strahlwechselwirkungen.

Mach-Kontur auf der Symmetrieebene (a) ringförmige (b) koaxiale Strahlen.

Abbildung 5 zeigt den Einfluss des Düsenraums sowie der Konfiguration der Kraftstoff- und Luftdüsen auf die Kraftstoffkonzentrationen hinter den Düsen. In Abb. 5a ist die Brennstoffmischung ringförmiger extrudierter Diamantdüsen für zwei Strahlräume dargestellt. Da der Bugwinkel des Gehäuses mit geringeren Strahlabständen höher ist als bei einem Modell mit Strahlabständen von 3Dj, ist die Höhe der Brennstoffmischzone höher und folglich nimmt die Variation der Wasserstoffkonzentrationen bei niedrigen Strahlabständen gleichmäßig ab. Die Strömungszirkulation im Spalt der Düse macht sich auch beim Modell mit einem Strahlraum von 7Dj bemerkbar. Die Hinzufügung der inneren Luftstrahlen (Abb. 5b) verändert die Massenverteilung in der Brennkammer völlig und stärkt die Rolle der Zirkulationen. Da die Einspritzung des inneren Luftstrahls den normalen Impuls des Brennstoffstrahls verstärkt, erhöht sich die Eindringhöhe wesentlich und folglich wird eine größere Zirkulation in der Brennkammer beobachtet. Bei geringerem Düsenraum (3Dj) ist hinter dem letzten Injektor eine einzelne große Zirkulation zu erkennen. Allerdings kommt es bei Vergrößerung des Strahlraums zu mehreren Zirkulationen im Strahlspalt.

Vergleich von Mischzone und Stromlinie bei Jetebene (a) ringförmigen (b) koaxialen Jets.

Die dreidimensionale Struktur der Jet-Wechselwirkungen ist in Abb. 6 für die vorgeschlagenen Jet-Konfigurationen dargestellt. In den ringförmigen Konfigurationen bestätigt der erzeugte Wirbel im Spalt des Modells mit einer höheren Strahlgeschwindigkeit (7Dj), dass die Kraftstoffstrahlen stärker in die Tiefe des Bereichs diffundieren. Die Strömungsrichtung des Luftstroms hat in diesem Fall mehr Wechselwirkung. Der wichtigste wirksame Mechanismus für die Kraftstoffvermischung des Strahls mit einem unteren Spalt ist jedoch die große Zirkulation, die hinter dem letzten Strahl erzeugt wird. Durch die Hinzufügung der inneren Luftdüse wird der Kern der Kraftstoffdüse im Modell mit einem Düsenabstand von 7 Dj völlig verändert. Die Strahlkonfiguration in diesem Modell wird unabhängig und der Luftstrom im Spalt verteilt den Kraftstoff in der Brennkammer. Nun ist es wertvoll, den Mechanismus der Zirkulation in diesen vier Konfigurationen darzustellen.

Vergleich der 3D-Merkmale von Kraftstoffstrahlen (a) ringförmigen (b) koaxialen Strahlen.

Abbildung 7 vergleicht die Mischzone und den Strömungsstrom dieser Strahlkonfigurationen auf einem festen Strahl, der sich 15 mm stromabwärts des ersten Diamantstrahls befindet. Bei den ringförmigen Strahlkonfigurationen sind zwei Hauptzirkulationen zu erkennen. Der erste große (A) ist hauptsächlich auf die Zirkulationen zurückzuführen, während der zweite auf den Hufeisenwirbel zurückzuführen ist, der stromaufwärts des ersten Strahls auftritt. Wie bereits erwähnt, hat derjenige mit einem niedrigeren Strahlraum eine höhere Kraftstoffdurchdringung und Mischzone in der Nähe der Einspritzdüsen, während der sekundäre Wirbel für beide Strahlräume gleich ist. Beim Austritt des Innenstrahls aus der Innendüse sinkt die Wasserstoffkonzentration hinter den Injektoren, während sich die Mischzone ausdehnt. Im höheren Strahlraum verschwindet der sekundäre Wirbel, während er erhalten bleibt, wenn der Strahlraum 3Dj beträgt. Abbildung 8 zeigt den Durchfluss und den Kraftstoffmassenanteil auf der Ebene, die 0,3 mm vom Boden entfernt liegt. Die Rolle der durch die extrudierte Diamantdüse induzierten Luftstrahlablenkung auf den Wasserstoffmassenanteil und den Strömungsstrom wird offengelegt.

Vergleich von Mischzone und Stromlinie auf der Ebene 15 mm hinter der 1. Düse.

Vergleich von Mischzone und Stromlinie auf einer Ebene 0,5 mm vom Boden entfernt.

Die Verteilung der Zirkulationsstärke hinter den Injektoren ist in Abb. 9 dargestellt. Ein Vergleich des ringförmigen Einspritzsystems zeigt, dass der geringere Strahlraum zu einer höheren Zirkulationsstärke in der Nähe der Düse führt, während diese Stärke nach 15 mm stromabwärts abnimmt. Dieses Muster bleibt für koaxiale Luft- und Kraftstoffkonfigurationen erhalten. Die Stärke der Zirkulation wird durch die Verwendung des inneren Luftstrahls weit stromabwärts erhöht, wie in Abb. 9 gezeigt. Darüber hinaus zeigen die erzielten Ergebnisse, dass die Zirkulationsleistung mit einer geringeren Geschwindigkeit im Düsenraum 7Dj mit koaxialer Konfiguration abnahm.

Variation der Zirkulation hinter den Düsen.

Abbildung 10 zeigt die Variation der Mischeffizienz für diese vier Konfigurationen. Das Diagramm zeigt, dass die Mischeffizienz des Ringstrahls nahezu identisch ist, während die Verwendung des inneren Luftstroms die Kraftstoffmischung im Strahlraum von 7Dj um bis zu 90 % erhöht. Allerdings erhöht sich die Mischleistung im unteren Düsenraum um bis zu 75 %. Dies bestätigt die Rolle der Wirbelerzeugung durch die Nutzung des inneren Luftstroms.

Variation der Kraftstoffmischung hinter den Düsen.

Diese Studie untersucht den Einfluss der mehrfach rautenförmigen Injektoren auf die Mischung des im Inneren der Brennkammer freigesetzten Wasserstoffgases. In der vorliegenden Arbeit wird auch die Verwendung von Ring- und Koaxialstrahlen untersucht. Für die Modellierung des vorgeschlagenen Einspritzsystems wird rechnergestützte Fluiddynamik angewendet und der Kraftstoffverteilungsmechanismus in solch einer komplexen Strömungsphysik offengelegt. Diese Arbeit untersuchte auch die Auswirkungen von Kraftstoffstrahlräumen auf die Wirbelbildung und damit auf die Kraftstoffmischung in der Nähe der Einspritzdüsen. Außerdem wird eine Mach-Konturanalyse durchgeführt, um effektive Bedingungen für die Diffusion des Kraftstoffs in vorgeschlagenen Einspritzdüsenkonfigurationen zu erhalten. Das erzielte Ergebnis zeigt, dass die Verwendung des inneren Luftstrahls die Kraftstoffmischung der Ringdüse um bis zu 90 % stromabwärts der Einspritzdüsen verbessert. Darüber hinaus ist ein größerer Strahlraum vorzuziehen, da der im Spalt erzeugte Wirbel die Effizienz der Kraftstoffmischung stromabwärts des Injektors bewahren würde.

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel enthalten.

Barzegar Gerdroodbary, M. Scramjets: Kraftstoffmisch- und Einspritzsysteme 1–220 (Elsevier Ltd., 2020).

Buchen Sie Google Scholar

Choubey, G., Solanki, M., Patel, O., Devarajan, Y. & Huang, W. Einfluss unterschiedlicher Strebenkonstruktionen auf die Mischleistung von H2-betriebenen Scramjet-Brennkammern mit zwei Streben. Kraftstoff 351, 128972 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Moradi, R., Mahyari, A., Gerdroodbary, MB, Abdollahi, A. & Amini, Y. Formeffekt des Hohlraumflammenhalters auf die Mischzone des Wasserstoffstrahls bei Überschallströmung. Int. J. Hydrogen Energy 43(33), 16364–16372 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Anazadehsayed, A., Barzegar Gerdroodbary, M., Amini, Y. & Moradi, R. Mischverstärkung des transversalen Wasserstoffstrahls durch Injektion von Mikroluftstrahlen in Überschall-Querströmung. Act-Astronaut. Rev. 137, 403–414 (2017).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Gautam, C. & Tiwari, M. Scramjet Combustion: Grundlagen und Fortschritte (Butterworth-Heinemann, 2022).

Google Scholar

Barzegar Gerdroodbary, M. Aerodynamische Erwärmung in Überschall- und Hyperschallströmungen: Fortgeschrittene Techniken zur Reduzierung des Luftwiderstands und der Lufterwärmung (Elsevier, 2022).

Google Scholar

Hassanvand, A., Gerdroodbary, MB & Abazari, AM Injektion von Wasserstoff-Schallmehrstrahl auf geneigte Oberfläche bei Überschallströmung. Int. J. Mod. Physik. C 32(03), 1–14 (2021).

Artikel Google Scholar

Choubey, G. et al. Wasserstofftreibstoff in Scramjet-Triebwerken – ein kurzer Rückblick. Int. J. Hydrogen Energy 45(33), 16799–16815 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Sheidani, A., Salavatidezfouli, S. & Schito, P. Studie über die Wirkung von Regentropfen auf den dynamischen Strömungsabriss eines NACA-0012-Tragflächenprofils. J. Braz. Soc. Mech. Wissenschaft. Ing. 44(5), 1–15 (2022).

Artikel Google Scholar

Jiang, Y., Hajivand, M., Sadeghi, H., Gerdroodbary, MB & Li, Z. Einfluss der Trapezkegelstrebe auf die Kraftstoffmischung und -verbrennung in der Überschallbrennkammer. Aerosp. Wissenschaft. Technol. 116, 106841 (2021).

Artikel Google Scholar

Iranmanesh, R., Alizadeh, AA, Faraji, M. & Choubey, G. Numerische Untersuchung der kompressiblen Strömung um den Nasenkegel mit mehrreihiger Scheibe und mehreren Kühlmittelstrahlen. Wissenschaft. Rep. 13(1), 787 (2023).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Shang, S. et al. Der Einfluss des inneren Luftstrahls auf den Brennstoffmischmechanismus und die Massendiffusion einer einzelnen ringförmigen extrudierten Düse in der Überschallbrennkammer. Int. Komm. Heat Mass Transfer 146, 106869 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Ma, L., Liu, Energie 279, 128119 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Li, Y., Zhu, G., Chao, Y., Chen, L. & Alizadeh, AA Vergleich der verschiedenen Formen extrudierter Ringdüsen bei der Brennstoffmischung des Wasserstoffstrahls in der Überschallbrennkammer. Energie 281, 128142 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Shi, X. et al. Einfluss koaxialer Brennstoff-Luft-Strahlen auf die Mischleistung einer extrudierten Düse in einer Überschallbrennkammer: Numerische Studie. Physik. Flüssigkeiten https://doi.org/10.1063/5.0149165 (2023).

Artikel Google Scholar

Hai, T., Kadir, DH & Ghanbari, A. Modellierung der Emissionseigenschaften von mit Wasserstoff angereicherten Erdgasmotoren durch Multi-Output-Least-Square-Support-Vektor-Regression: Umfassende statistische und Betriebsanalysen. Energie 276, 127515 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Shi, Y. et al. Einfluss seitlicher Einzelstrahlen auf den thermischen Schutz des Wiedereintrittskegels mit mehrreihiger Scheibenspitze bei Hyperschallströmung: Computergestützte Studie. Wissenschaft. Rep. 13(1), 6549 (2023).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Cheng, Z., Guo, Z., Fu, P., Yang, J. & Wang, Q. Neue Erkenntnisse über die Auswirkungen von Methan und Sauerstoff auf den Wärme-/Massentransfer in reaktiven porösen Medien. Int. Komm. Wärmestoffübertragung 129, 105652 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Shen, D., Cheng, M., Wu, K., Sheng, Z. & Wang, J. Auswirkungen von Überschalldüsenleitschaufeln auf die Leistung und Strömungsstrukturen einer rotierenden Detonationsbrennkammer. Acta-Astronaut. 193, 90–99. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.01.002 (2022).

Artikel ADS Google Scholar

Li, H., Li, G. & Li, L. Vergleichende Untersuchung der Verbrennungseigenschaften von ADN-basierten Flüssigtreibstoffen in Inertgas- und Oxidationsgasatmosphären mit Widerstandszündmethode. Kraftstoff 334, 126742 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Pish, F., Hassanvand, A., Barzegar Gerdroodbary, M. & Noori, S. Viskose Gleichgewichtsanalyse der Wärmeübertragung auf einem stumpfen Kegel bei Hyperschallströmung. Gehäusebolzen. Therm. Ing. 14, 100464 (2019).

Artikel Google Scholar

Li, HM et al. Verbrennungseigenschaften und Konzentrationsmessung von ADN-basierten Flüssigtreibstoffen mit elektrischer Zündmethode in einer Brennkammer. Kraftstoff 344, 128142. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.128142 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Wu, H., Zhang, Z., Zhang, F. & Roberts, WL Zeitaufgelöste, luftunterstützte Niederdruck-Sprühleistung und Instabilitätsbewertung. Physik. Fluids 35(4), 43335. https://doi.org/10.1063/5.0145761 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Liu, L., Peng, Y., Zhang, W. & Ma, X. Konzept einer schnellen und kontrollierbaren Verbrennung für Dieselmotoren mit hoher Leistungsdichte. Energiewandler. Geschäftsführer 276, 116529 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Pish, F. et al. Computergestützte Untersuchung der Hohlraumströmung über einem scharfen Nasenkegel bei Überschallströmung. Int. J. Mod. Physik. C 31, 2050079 (2020).

Artikel ADS MathSciNet Google Scholar

Wu, Y., Liu, L., Liu, B., Cao, E. & Xiong, Q. Untersuchung der schnellen, flammenfrontgesteuerten Klopfverbrennung und ihrer Unterdrückung in Erdgas-Dual-Fuel-Schiffsmotoren. Energy 279, 128078. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.128078 (2023).

Artikel Google Scholar

Liu, L., Fu, S. & Han, C. Untersuchung der Entwicklung der Dieselsprühflamme und ihres konzeptionellen Modells für große Düsen und hohe Dichte des Umgebungsgases. Kraftstoff 339, 127357. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.127357 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Jia, DZ et al. Vorhersagemodell des volumengemittelten Durchmessers und Analyse der Zerstäubungseigenschaften bei der Minimalmengenschmierung mit elektrostatischer Zerstäubung. Reibung https://doi.org/10.1007/s40544-022-0734-2 (2023).

Artikel Google Scholar

Li, S., Mao, L., Alizadeh, AA, Zhang, Wissenschaft. Rep. 13(1), 8471 (2023).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Xia, C. et al. Simulationsstudie zum transienten Verhalten eines Schiffsmotors in Kombination mit einem Hochdruck-SCR-System. Int. J. Engine Res. https://doi.org/10.1177/14680874221084052 (2022).

Artikel Google Scholar

Bakhshaei, K., MoradiMaryamnegari, H., SalavatiDezfouli, S., Khoshnood, AM & Fathali, M. Multiphysik-Simulation eines Insekts mit schlagenden Flügeln. Proz. Inst. Mech. Ing. Teil G J. Aerosp. Ing. 235(10), 1318–1339 (2021).

Artikel Google Scholar

Jiang, Y. et al. Einfluss der vorgeschalteten Strebe auf die Verteilung des Wasserstoffbrennstoffs innerhalb der Überschallbrennkammer. Int. J. Wasserstoffenergie https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.06.026 (2020).

Artikel Google Scholar

Li, Z. et al. Mischverstärkung mehrerer Wasserstoffstrahlen durch den Hohlraumflammenhalter mit verlängertem Pylon. Acta-Astronaut. 175, 300–307 (2020).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Li, Y., Gerdroodbary, MB, Moradi, R. & Babazadeh, H. Der Einfluss des sinusförmigen Schockgenerators auf die Mischungsrate mehrerer Wasserstoffstrahlen bei Überschallströmung. Aerosp. Wissenschaft. Technol. 96, 105579 (2020).

Artikel Google Scholar

Barzegar Gerdroodbary, M., Moradi, R. & Babazadeh, H. Computergestützte Untersuchung von Multiwasserstoffstrahlen bei geneigter Überschallströmung. Int. J. Energy Res. https://doi.org/10.1002/er.5821 (2020).

Artikel Google Scholar

Choubey, G., Gaud, P., Fatah, AM & Devarajan, Y. Numerische Untersuchung der geometrischen Empfindlichkeit und des Flammenstabilisierungsmechanismus in H2-betriebenen Scramjet-Brennkammern mit zwei Streben. Kraftstoff 312, 122847 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Choubey, G. & Pandey, KM Numerische Studien zur Leistung von Scramjet-Brennkammern mit abwechselnd keilförmigem Strebeninjektor. Int. J. Turbo Jet-Engines 34(1), 11–22 (2017).

Artikel ADS Google Scholar

Zhang, L., Choi, JY & Yang, V. Überschallverbrennung und Flammenstabilisierung von Ethylen und Luft im Gleichstrom mit Splitterplatte. J. Propul. Power 31(5), 1242–1255 (2015).

Artikel Google Scholar

Pudsey, AS & Boyce, RR Numerische Untersuchung von Querstrahlen durch Multiport-Injektoranordnungen in einer Überschall-Kreuzströmung. J. Propul. Power 26(6), 1225–1236 (2010).

Artikel Google Scholar

Bai, X., Huang, M., Xu, M. & Liu, J. Rekonfigurationsoptimierung der Relativbewegung zwischen elliptischen Bahnen mithilfe der Lyapunov-Floquet-Transformation. IEEE Trans. Aerosp. Elektron. Syst. 59(2), 923–936. https://doi.org/10.1109/TAES.2022.3193089 (2023).

Artikel Google Scholar

Deng, Y., Du, S., Wang, D., Shao, Y. & Huang, D. Ein kalibrierungsbasierter Hybrid-Transfer-Lernrahmen für die RUL-Vorhersage von Wälzlagern auf verschiedenen Maschinen. IEEE Trans. Instrument. Mess. https://doi.org/10.1109/TIM.2023.3260283 (2023).

Artikel Google Scholar

Chen, W., Hou, H., Zhang, Y., Liu, W. & Zhao, Y. Thermische und gelöste Diffusion beim α-Mg-Dendritenwachstum einer Mg-5wt.%Zn-Legierung: Eine Phasenfeldstudie. J. Markt. Res. 24, 8401–8413. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.05.024 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Liu, W. et al. Durch Verformung verursachte dynamische Ausfällung der 14H-LPSO-Struktur und ihre Auswirkung auf die dynamische Rekristallisation in heiß extrudierten Mg-Y-Zn-Legierungen. Int. J. Plast. 164, 103573. https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2023.103573 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Khani, S., Haghighi, SS, Razfar, MR & Farahnakian, M. Optimierung der Maßgenauigkeit im Gewindeschneidprozess unter Verwendung von in Festschmierstoff eingebetteten strukturierten Werkzeugen. Mater. Hersteller Prozesse 37(3), 294–304 (2021).

Artikel Google Scholar

Zamani, M., Farahnakian, M. & Elhami, S. Einsatz von ultraschallunterstütztem Drehen bei der Herstellung von Mikrotexturen zur Verbesserung der Oberflächenhaftung des Titanimplantats. Proz. Inst. Mech. Ing. Teil B J. Eng. Hersteller 235, 1983–1989 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Barzegar Gerdroodbary, M. Numerische Analyse der Kühlleistung eines gegenströmenden Strahls über einem stumpfen Körper mit Aerodisk. Shock Waves 24(5), 537–543 (2014).

Artikel ADS Google Scholar

Fallah, K., Gerdroodbary, MB, Ghaderi, A. & Alinejad, J. Der Einfluss von Mikroluftstrahlen auf die Mischverstärkung von Brennstoff im Hohlraumflammenhalter bei Überschallströmung. Aerosp. Wissenschaft. Technol. 76, 187–193 (2018).

Artikel Google Scholar

Jiang, Y. et al. Einfluss der Hohlraumrückhöhe auf die Mischeffizienz von Wasserstoff-Mehrstrahldüsen in einer Überschallbrennkammer. Int. J. Wasserstoffenergie https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.07.001 (2020).

Artikel Google Scholar

Sun, C., Gerdroodbary, MB, Abazari, AM, Hosseini, S. & Li, Z. Mischeffizienz von Wasserstoff-Multijet durch rückwärtsgerichtete Schritte bei Überschallströmung. Int. J. Hydrogen Energy 46, 16075–16085 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Li, Z., Gerdroodbary, MB, Moradi, R., Manh, TD & Babazadeh, H. Auswirkung eines geneigten Blocks auf die Kraftstoffmischung von Multiwasserstoffstrahlen in Scramjet-Triebwerken. Aerosp. Wissenschaft. Technol. 105, 106035. https://doi.org/10.1016/j.ast.2020.106035 (2020).

Artikel Google Scholar

Liu, X. et al. Numerische Simulation der Wasserstoffmischung stromabwärts der Keulenstrebe bei Überschallströmung. Int. J. Wasserstoffenergie https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.06.130 (2020).

Artikel Google Scholar

Referenzen herunterladen

Fakultät für Maschinenbau, Zweigstelle Sari, Islamische Azad-Universität, Sari, Iran

Hossein Seraj, Farhad Hosseinnejad, Yasser Rostamiyan und Keivan Fallah

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

HS und FH verfassten den Haupttext des Manuskripts und KF und YR bereiteten Abbildungen und Überarbeitungen vor. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Farhad Hosseinnejad.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

Open Access Dieser Artikel ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert, die die Nutzung, Weitergabe, Anpassung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium oder Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle angemessen angeben. Geben Sie einen Link zur Creative Commons-Lizenz an und geben Sie an, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die Bilder oder anderes Material Dritter in diesem Artikel sind in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten, sofern in der Quellenangabe für das Material nichts anderes angegeben ist. Wenn Material nicht in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten ist und Ihre beabsichtigte Nutzung nicht durch gesetzliche Vorschriften zulässig ist oder über die zulässige Nutzung hinausgeht, müssen Sie die Genehmigung direkt vom Urheberrechtsinhaber einholen. Um eine Kopie dieser Lizenz anzuzeigen, besuchen Sie http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Nachdrucke und Genehmigungen

Seraj, H., Hosseinnejad, F., Rostamiyan, Y. et al. Verwendung extrudierter Diamant-Multiinjektoren zur Verbesserung der Kraftstoffmischung innerhalb der Überschallbrennkammer. Sci Rep 13, 15393 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-42487-2

Zitat herunterladen

Eingegangen: 06. August 2023

Angenommen: 11. September 2023

Veröffentlicht: 16. September 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-42487-2

Jeder, mit dem Sie den folgenden Link teilen, kann diesen Inhalt lesen:

Leider ist für diesen Artikel derzeit kein gemeinsam nutzbarer Link verfügbar.

Bereitgestellt von der Content-Sharing-Initiative Springer Nature SharedIt

Durch das Absenden eines Kommentars erklären Sie sich damit einverstanden, unsere Nutzungsbedingungen und Community-Richtlinien einzuhalten. Wenn Sie etwas als missbräuchlich empfinden oder etwas nicht unseren Bedingungen oder Richtlinien entspricht, kennzeichnen Sie es bitte als unangemessen.