パルス圧縮デトネーションシステム（PCD システム）は、パルスデトネーションシステムと圧縮システムを組み合わせたものです。
歴史
PCDシステムのプロトタイプは、2017年にウクライナの国立工科大学ハリコフ工科大学で製作されました。デトネーションチューブの直径が20 mmで長さが600 mmのプロトタイプの寸法が測定されました。この装置は、大気とLPG燃料の混合物を使用して動作しました。2019年に、この装置は大気と石油の混合物で動作し始めました。チューブの開放端での衝撃波速度は1700 m / sに達しました。装置の脈動周波数は23〜24 Hzでした。[1]爆燃からデトネーションへの遷移（DDT）は、混合物の加熱と圧縮によって発生しました。
国立工科大学「ハリコフ工科大学」とオルシュティンのヴァルミア・マズールィ大学との協力により、コーティング技術におけるデトネーションガンとしての PCD システムの効率性について調査が開始されました。
工事
PCDシステムは、ピストン コンプレッサー1とシリンダー2で構成されています。外部駆動装置に接続されたクランクシャフト4は、ピストン3の往復運動に使用されます。吸気バルブ7は、シリンダーヘッドの吸気ポート6内に配置されています。空気供給システム8は、ポート6に接続されています。燃料は、コンプレッサーのシリンダー2に直接供給することも、吸気ポート6に供給することもできます。デトネーションチューブ9は、排気ポート10を介してシリンダー2に接続されています。
動作原理
PCD システムは次のように動作します:クランクシャフト4 は、外部ドライブによって円運動を開始します。ピストン3 が上死点(TDC)から下死点(BDC) まで移動する間、吸気バルブ 7 が開き、供給システム 8 を使用して、吸気ポート 6 からコンプレッサー1 のシリンダー 2 にデトネーションガス混合物が送り込まれます。BDC に達するとすぐにバルブ 7 は閉じます。ピストン 3 が BDC から TDC までさらに移動すると、シリンダー 2 内とデトネーション チューブ 9 内で可燃性混合物の圧縮が起こります。その結果、デトネーション チューブ 9 の閉じた端とチューブ自体の内部で、可燃性混合物の密度、温度、圧力が上昇します。ピストンが TDC に近づくと、可燃性混合物は圧縮されて自然発火します。その後、デトネーションチューブ9内でデフラグレーションからデトネーションへの遷移が発生します。デトネーションチューブ9からのデトネーション生成物の排出は、ピストンがTDC付近にある短時間で発生します。その後、このプロセスが繰り返されます。
パルス圧縮デトネーションシステムは、燃料と空気の混合気における高周波での効率的なデトネーション開始という問題を解決するために設計されました。シュチェルキンスパイラル、U字管、およびデトネーション混合物の電気的処理に代えて、予熱されたデトネーションガス混合物をデトネーション管に超高速加圧充填する技術を適用することで、管内でのDDTの滞留時間と長さを短縮します。
潜在的な用途
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PCDシステムは、パルス状の高速高温ガス流の生成、固体粒子および液滴媒体の加速技術に応用されています。PCDシステムは、パルスデトネーションエンジンによるデトネーションの開始、デトネーションコーティング、鉱物の粉砕、研磨剤または水ブラストに関連する問題の解決、エアロゾルの生成、ガスデトネーションレーザー、振動機などにも使用できます。
参照
注記
- 最大周波数はデトネーションチューブ1本あたり100Hzを超えることがあります。
- デフラグレーションからデトネーションへの遷移が起こる臨界管径は、デトネーションセルの大きさλに等しい。プロパンと空気の混合気の場合、常温常圧ではλ≈50mmとなる。
参考文献
- ^ K. Korytchenko, Yu. Kysternyy, O. Sakun (2017)プロパンと空気の混合物を用いた短銃身デトネーションガン / 会議: ICDERS 2017/第26回ICDERS 2017年7月30日～8月4日 ボストン、マサチューセッツ州、米国
- Senderowski C, Bojar Z. (2009)「NiAlおよびNiCr中間層の存在下でのデトネーションガン溶射条件によるFe-Al金属間化合物保護コーティングの品質への影響」溶射技術ジャーナル18(3):435。
- Korytchenko KV. (2014) 「衝撃波の発生と反応性ガスの加熱に用いられる高電圧放電技術」博士論文。
- Pawlowski A, Czeppe T, Major L, Senderowski C. (2009) 炭素鋼基板上に噴霧されたFe-Alコーティングデトネーションの構造形態．冶金材料アーカイブ．54(3): 783．
- 国際出願番号：PCT/UA2018/000089 [1]。
外部リンク
- （ビデオ）実験的なPCDシステムの動作
- （ビデオ）24 Hzのデトネーション周波数で動作する実験的な空気吸入式PDE
- （ビデオ）実験的な熱溶射
- 国立工科大学「ハリコフ工科大学」電気工学部の科学プロジェクト
- （ビデオ）石油と空気の混合物で作動するPDE
