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Mar 21, 2024

押し出しダイヤモンドマルチの用途

Scientific Reports volume 13、記事番号: 15393 (2023) この記事を引用 276 アクセス メトリクスの詳細 この研究の主な焦点は、マルチ押出ダイヤモンドの使用法を調査することです。

Scientific Reports volume 13、記事番号: 15393 (2023) この記事を引用

276 アクセス

メトリクスの詳細

この研究の主な焦点は、スクラムジェットの燃焼器内の燃料分布におけるダイヤモンド多押出インジェクターの使用法を調査することです。 この研究では、計算技術を適用して、押し出しノズルから放出される横方向の燃料ジェットをシミュレートしました。 主な焦点は、燃料ジェットの貫通と分布に対する誘発衝撃波の役割を評価することです。 ジェットスペースの影響と燃料噴射システムの環状ノズルの使用法が明らかになりました。 この研究の結果は、内側のエアジェットも使用すると、ジェットのギャップが混合にさらに効率的になることを示しています。 また、環状ノズルの中心からの空気の噴射により、燃料の混合が大幅に増加します。

燃料噴射システムは、スクラムジェットで効率的な燃料混合を達成する上で重要な役割を果たします。 スクラムジェット、または超音速燃焼ラムジェットは、極超音速で動作するように設計された空気呼吸エンジンです。 これらのエンジンは、燃料と空気の混合気の燃焼に依存して推力を生成します。 適切な燃焼を確保し、エンジンの性能を最大化するには、効率的な燃料混合が不可欠です1、2、3。

スクラムジェットの燃料噴射システムは、制御された効率的な方法で燃料を燃焼室に供給する役割を果たします4,5。 主な目的は、燃料と流入空気の完全かつ迅速な混合を達成し、安定した燃焼と最適なパフォーマンスを促進することです6、7。 スクラムジェット燃料噴射に関連する特有の課題に対処するために、さまざまな技術と噴射器の設計が開発されてきました8,9。

単一要素インジェクターは、スクラムジェット エンジンで最も単純で最も一般的に使用されるタイプのインジェクターの 1 つです10、11、12、13。 これは、空気流に燃料を噴射する単一の燃料噴射要素で構成されています。 設計はシンプルですが、不均一な燃料分配や燃料と空気の混合プロセスの制御の制限などの課題に悩まされる可能性があります14、15、16。 ただし、特定の動作条件では使用できる費用対効果の高いソリューションです17。

マルチエレメントインジェクターには、特定のパターンで配置された複数の燃料インジェクターエレメントが組み込まれています18、19、20。 各要素は、燃焼室内の特定の場所に燃料を噴射する役割を果たします。 この設計により、燃料の分配と混合をより適切に制御できるようになり、燃焼効率が向上します21、22、23、24。 マルチエレメントインジェクターは、特定の流量条件に適合するように調整できるため、幅広い動作体制に適しています25、26。

衝突インジェクターは、互いに衝突する、または燃料プレートや壁などの対向面に衝突する一連の燃料ジェットを利用します27、28。 この設計は、燃料流の衝突と分裂により、燃料の激しい霧化と混合を促進します。 衝突インジェクターは、燃料と空気の混合を強化し、燃焼安定性を向上させます29、30、31、32。 ただし、製造がより複雑になる可能性があり、慎重な設計検討が必要となる場合があります33。

シアー同軸インジェクターは、外側の空気流に囲まれた内側の燃料流を使用します。 燃料と空気の流れは強制的に反対方向に移動し、それらの間にせん断層が形成されます34,35。 このせん断層により燃料の微粒化と混合が強化され、燃焼効率の向上につながります。 シアー同軸インジェクターは、高い燃料と空気の混合率を達成する能力があり、幅広い動作条件に耐えることができることで知られています 36,37。

エアブラスト インジェクターは圧縮空気を利用して燃料を霧化して混合します。 燃料はチャンバーに噴射され、そこで高速の空気ジェットが燃料を小さな液滴に砕き、入ってくる空気との急速な混合を促進します。 エアブラスト インジェクターは燃料の微粒化を適切に制御し、効率的な燃料と空気の混合を実現します。 ただし、別個の圧縮空気供給が必要なため、システム全体が複雑になります38、39。