Исследование процессов воспламенения и сгорания водородовоздушной смеси на установке быстрого сжатия

На установке быстрого сжатия со свободно движущимся поршнем экспериментально определялась эффективность термомеханического преобразования энергии при детонационном режиме сжигания водородо-воздушной смеси стехиометрического состава в условиях, близких к тем, которые реализуются при работе поршневого двигателя внутреннего сгорания в режиме пуска.
Показано, что такой режим тепловыделения характеризуется не только резким возрастанием давления в камере сгорания, но и его быстрым последующим спадом, обусловленным теплоотдачей в стенки цилиндра и частичной конденсацией паров воды. Эти составляющие теплового процесса идут тем интенсивнее, чем выше давление и температура продуктов сгорания, в свою очередь прогрессивно зависящие от параметров смеси непосредственно перед ее поджогом. Но относительное повышение давления сгорания оказывается минимальным при инициировании воспламенения вблизи верхней мертвой точки. Показано также, что коэффициент термомеханического преобразования энергии (аналог индикаторного КПД двигателя внутреннего сгорания) достигает своего максимального значения 31% при поджигании смеси в момент времени, отстоящий примерно на 3/4 периода колебаний поршневой группы от начала сжатия воздушного заряда.