Measurement of flow rate characteristics during low-melting material gasification in a flow-through gas generator

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A technique is proposed for determining flow characteristics of a flow-through gas generator (GG) with the allocation of the flow rate created by gasification of a low-melting solid material in the total flow rate of gases leaving the GG. Experiments on the gasification of polypropylene samples in a flow-through GG with an approaching supersonic air flow heated in a fire heater were performed. The measured time-averaged mass flow rate of gasification products was 0.080 kg/s at the freestream Mach number M = 2.43, 0.100 kg/s at M = 2.94, and 0.050–0.020 kg/s at M = 3.81. The ratio of the total mass flow rate of the incoming air to the total output of polypropylene gasification products was 1.61–2.86.

About the authors

Dmitry A. Vnuchkov

S. A. Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: vnuchkov@itam.nsc.ru

Candidate of Science in technology, junior research scientist

Russian Federation, 4/1 Institutskaya Str., Novosibirsk 630090

Valery I. Zvegintsev

S. A. Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: zvegin@itam.nsc.ru

Doctor of Science in technology, chief research scientist

Russian Federation, 4/1 Institutskaya Str., Novosibirsk 630090

Denis G. Nalivaichenko

S. A. Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: denis@itam.nsc.ru

Candidate of Science in technology, research scientist

Russian Federation, 4/1 Institutskaya Str., Novosibirsk 630090

Sergey M. Frolov

N. N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences; National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Author for correspondence.
Email: smfrol@chph.ras.ru

Doctor of Science in physics and mathematics, head of department, head of laboratory, N. N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences; professor, National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Russian Federation, 4 Kosygin Str., Moscow 119991; 31 Kashirskoe Sh., Moscow 115409

References

  1. Vnuchkov, D. A., V. I. Zvegintsev, D. G. Nalivaichenko, and S. M. Frolov 2021. Izmerenie raskhodnykh kharakteristik protochnogo gazogeneratora pri gazifikatsii legkoplavkikh materialov v nizkotemperaturnom potoke vozdukha [Measurement of flow rate characteristics offlow-through gas generator at gasification of low-melting solid material by ambient temperature airflow]. Goren. Vzryv (Mosk.) — Combustion and Explosion 14(3):43–60.
  2. Srivastava, Diksha. 2021. Advances in biofuel technology: A review. IOSR J. Engineering 11(4):32–41.
  3. Rashkovskiy, S. A., and S. E. Yakush. 2020. Numerical simulation of low-melting temperature solid fuel regression in hybrid rocket engines. Acta Astronaut. 176:710–716. doi: 10.1016/j.actaastro.2020.05.002.
  4. Salgansky, E. A., and N. A. Lutsenko. 2021. Effect of solid fuel characteristics on operating conditions of low-temperature gas generator for high-speed flying vehicle. Aerosp. Sci. Technol. 109:106420.
  5. Shabunin, A. I., S. V. Kalinin, V. I. Sarab’ev, D. A. Yagodnikov, and A. R. Pоlyanskii. 2021. Rezul’taty issledovaniya i razrabotki nizkotemperaturnykh bystrogoryashchikh gazogeneriruyushchikh topliv dlya sistem peremeshcheniya elementov ispolnitel’nykh mekhanizmov [Results of research and development of low-temperature fast-burning gas-generating fuels for systems for moving elements of actuating mechanisms]. Nauka i obrazovanie [Science and Education] 02. 13 p. Available at: http://technomag.edu.ru/doc/299736.html (accessed August 15, 2021).
  6. Shiplyuk, A. N., V. I. Zvegintsev, S. M. Frolov, D. A. Vnuchkov, T. A. Kiseleva, V. A. Kislovsky, S. V. Lukashevich, A. Yu. Melnikov, and D. G. Nalivaychenko. 2020. Gasification of low-melting hydrocarbon material in the airflow heated by hydrogen combustion. Int. J. Hydrogen Energ. 45:9098–9112.
  7. Shiplyuk, A. N., V. I. Zvegintsev, S. M. Frolov, D. A. Vnuchkov, V. A. Kislovsky, N. A. Kiseleva, S. V. Lukashevich, A. Yu. Melnikov, and D. G. Nalivaychenko. 2021. Gasification of low-melting fuel in a high-temperature flow of inert gas. J. Propul. Power 37(1):20–28. doi: 10.2514/1.B37780.
  8. Zvegintsev, V. I. 2014. Gazodinamicheskie ustanovki kratkovremennogo deystviya. Chast’ 1. Ustanovki dlya nauchnykh issledovaniy [Short-duration gasdynamic facilities. Part 1. Facilities for scientific research]. Novosibirsk: Parallel. 551 p.
  9. Trusov, B. G. 1991. Modelirovanie khimicheskikh i fazovykh ravnovesiy pri vysokikh temperaturakh “Astra 4” [Modeling chemical and phase equilibria at high temperatures “Astra 4”]. Moscow: N. E. Bauman State Technical University Publs. 40 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».