Интересное открытие сделали физики из Института теплофизики экстремальных состояний РАН и МИФИ. Оказывается, интенсивность детонации и силу взрывной волны можно повысить магнитным полем определенного направления. Таким способом ученые предлагают увеличить КПД и уменьшить размер двигателей внутреннего сгорания.
Горючую газовую смесь поджигают электрическим разрядом — «искрой». Ударная волна от разряда, движущаяся со сверхзвуковой скоростью, сжимает и нагревает газовую смесь, которая воспламеняется. Выделяющаяся энергия поддерживает ударную волну, которая и обеспечивает самораспространение процесса. Этим детонация отличается от горения. Ученые обнаружили, что если создать внешнее магнитное поле, совпадающее с полем искрового разрядника, то взрывная волна ускоряется на 50 м/с, а преддетонационное расстояние от него в газовой смеси сокращается в 5 раз. Напротив, если магнитные поля разрядника и внешнее поле противоположны по направлению, взрывная волна замедляется на 100 м/с, а детонация и вовсе не происходит, так как фронт пламени отстает от ударной волны.
Свои опыты физики поставили в детонационной камере сгорания. Это труба длиной 2,5 метра и диаметром 8 сантиметров. Вблизи одного из торцов камеры расположен искровой разрядник. Перед каждым экспериментом из камеры откачивали воздух и заполняли ее водородно-воздушной смесью. Во время испытаний скорость ударной волны в приборе фиксируют датчики давления, а распространение фронта пламени — фотодатчики, расставленные внутри по всей длине камеры.
Внешнее магнитное поле исследователи создавали с помощью двух катушек индуктивности, расположенных вне камеры на уровне разрядника. По расчетам, если векторы внешнего и собственного магнитных полей совпадают, то магнитная индукция внутри разрядника возрастает на треть, а если противоположно направлены — на столько же уменьшается. В детонационной камере с воздухом без газовой смеси в первом случае скорость ударной волны выше на 50 м/с, а во втором — на 100 м/с ниже, чем без магнитного поля снаружи.
Ученые исследовали, как протекает взрыв под действием внешнего магнитного поля с разными векторами. Если их направления совпадают, то фронт пламени не отстает от ударной волны, в то время как без магнитного поля вовне фронт пламени в детонационной камере на 100 микросекунд отставал от ударной волны, и детонации не происходило. При разнонаправленных магнитных полях первичная ударная волна медленнее на 100 м/с, а значит, горение в камере сменится детонацией позже. Чем быстрее первичная ударная волна, тем ближе к разряднику наступит детонация. Так что если, к примеру, создать двигатель с «быстрой» первичной волной, то можно хорошо сэкономить на его размере.
«Информнаука»
|
Последние новости: Физика, Наука и техника, Наука в России
Астрономические наблюдения недели
Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):
Новости науки по темам:
антропология,
археология,
астрономическая научная картинка дня,
астрономия,
биология,
биотехнологии,
генетика,
геология,
затмения,
информационные технологии,
космос,
лингвистика,
математика,
медицина,
нанотехнологии,
наука в России,
наука и общество,
Нобелевские премии,
палеонтология,
психология,
технологии,
физика,
химия,
эволюция,
экология,
энергетика,
этология
Новости науки по авторам:
Дарья Баранова,
Вера Башмакова,
Александр Бердичевский,
Максим Борисов,
Варвара Веденина,
Александр Венедюхин,
Михаил Волович,
Алексей Гиляров,
Николай Горностаев,
Юрий Ерин,
Анастасия Еськова,
Дмитрий Замолодчиков,
Игорь Иванов,
Мария Кирсанова,
Дмитрий Кирюхин,
Александр Козловский,
Алексей Левин,
Андрей Логинов,
Лейла Мамирова,
Александр Марков,
Мария Медникова,
Вадим Мокиевский,
Максим Нагорных,
Елена Наймарк,
Петр Петров,
Александр Пиперски,
Константин Попадьин,
Сергей Попов,
Роман Ракитов,
Татьяна Романовская,
Александр Самардак,
Александр Сергеев,
Андрей Сидоренко,
Даниил Смирнов,
Любовь Стрельникова,
Алексей Тимошенко,
Мария Шнырёва
Новости науки по месяцам: 2012 II, I
2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
Научные новости у наших партнеров:
«Биомолекула», «В мире науки», «Вокруг света», Газета.ру, Грани.ру, Лента.ру, «Наука и жизнь», «Популярная механика», Gzt.ru
|  | |
Подробнее
e-mail: 
