Ramificación de la detonación en un Pde con combustible hidrocarburo líquido

Título original:

Detonation Branching in a Pde with Liquid Hydrocarbon Fuel

Contenido del libro:

Los motores de detonación por impulsos (PDE) aprovechan el gran flujo de masa y el aumento de presión que produce una detonación en comparación con una deflagración. Los PDE funcionan con un ciclo de llenado-detonación-escape y su empuje es directamente proporcional a la frecuencia del ciclo, por lo que una disminución de la duración del ciclo se traduce en un aumento del empuje.

Esta investigación demostró que la parte de detonación del ciclo puede acortarse utilizando una detonación ramificada como fuente de ignición en lugar de un encendido por chispa estándar. Esta investigación marcó un hito en el desarrollo del PDE porque, si bien la detonación ramificada se ha logrado utilizando hidrógeno gaseoso como combustible, éste fue el primer caso de detonación ramificada utilizando combustible de hidrocarburo líquido. Se utilizó un sistema de vaporización para vaporizar el combustible y mezclarlo con la corriente de aire, lo que permitió al PDE funcionar en condiciones estequiométricas.

Esta investigación concluyó que el encendido por detonación no sólo es posible cuando se utiliza combustible de hidrocarburo líquido, sino que produce resultados superiores a los obtenidos utilizando encendido por chispa.

Con el encendido por detonación, se introduce más energía en la cabeza que con el encendido por chispa. Operando a una frecuencia de ciclo de 20 Hz y una relación de equivalencia de 1,02, los tiempos de ignición fueron de 5.

63 y 0,19 ms y los tiempos de transición de deflagración a detonación (DDT) fueron de 2. 36 y 1,03 ms para los tubos de empuje con encendido por chispa y por detonación, respectivamente. El ahorro total de tiempo en la parte de detonación del ciclo PDE para la detonación-encendido fue de 6.

77 ms, una reducción de tiempo del 85% en los tiempos de encendido y DDT. Esta reducción del tiempo del ciclo permite un aumento apreciable del empuje. Además, la DDT se completó en el 83% del recorrido, lo que permitió reducir la longitud del tubo, lo que disminuye el peso total.