Limit-cycle properties of a Rijke tube
Author: Matveev Konstantin I., Culick F.E.C.
Journal: Техническая акустика @ejta
Article in issue: т.3, 2003.
Free access
Thermoacoustic instability appears when unsteady heat release is favourably coupled with acoustic pressure perturbations. The important technical applications involving thermoacoustics are combustion instability in rocket motors and low-pollutant lean flames; noisy industrial burners; pulsed combustors; and thermoacoustic engines. The simplest device for studying thermoacoustic instability is a Rijke tube. In this work, a series of experiments is carried out to determine the nonlinear behavior of the transition to instability and the excited regimes for an electrically driven Rijke tube. A hysteresis effect in the stability boundary is observed. A mathematical theory involving heat transfer, acoustics, and thermoacoustic interactions is developed to predict the transition to instability and limit-cycle properties.
Short address: https://sciup.org/14315971
IDR: 14315971
Характеристики предельных циклов трубы Рийке
Термоакустические явления встречаются в таких важных технических приложениях как термоакустические двигатели, шумные промышленные сжигатели и неустойчивость горения в ракетных двигателях и в пламени с избытком окислителя. Термоакустическая неустойчивость возникает при согласованной взаимосвязи между нестационарным выделением тепла и акустическими возмущениями. Труба Рийке является простейшей экспериментальной установкой для изучения термоакустической неустойчивости. В настоящей работе проведена серия экспериментов для определения нелинейного поведения трубы Рийке с электрическим подогревом сетки в режиме потери устойчивости и выхода на режим установившихся акустических колебаний. При возникновении и срыве колебаний на границе устойчивости процесс имел гистерезисный характер. Нелинейная математическая теория, включающая термоакустические взаимодействия и нестационарный теплообмен с нагреваемой сеткой, разработана для определения зон нестабильности и прогнозирования свойств предельных циклов.
