IMECH-IR  > 高温气体动力学国家重点实验室
新型双燃料超声速燃烧特性研究
Alternative TitleExperimental Study on Characteristics of Dual-fuel Supersonic Combustion in Supersonic Model Combustors
张紫傲
Thesis Advisor范学军
2016
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral北京
Subtype硕士
Degree Discipline流体力学
Abstract过氧化氢作为一种推进剂在航空航天领域有着广泛的应用。在二战前后,火箭发动机推进系统方面非常广泛的应用了过氧化氢,著名的德国V-2火箭为其中最典型的代表。二战之后肼作为推进剂取代了过氧化氢,肼毒性较大且污染环境,而过氧化氢无毒、密度高且分解产物为水和氧气这些优点在上世纪九十年代之后重新引起了人们的重视。但是在超燃冲压发动机中还未见应用。 本文首次在超声速燃烧室中对过氧化氢喷注与燃烧特性开展了实验研究:首先,通过利用可视化观察窗和高速摄像系统研究了过氧化氢喷注到超声速燃烧室内的雾化和蒸发特点;其次,使用直联实验台初步研究了过氧化氢和煤油双燃料超声速燃烧特性。 在过氧化氢喷注方面,在直联式超声速燃烧实验台上针对来流马赫数2.5、总温900-2000K、总压5.8-5.9atm参数条件下,在超声速燃烧室内喷入高浓度过氧化氢,利用高速摄像机和可视化燃烧室,得到了一系列过氧化氢蒸发与分解图像数据,并利用灰度处理方法,分析讨论了来流总温,喷注位置,喷口尺寸和喷注压力等因素对于过氧化氢雾化与蒸发分解的影响,得到了超声速燃烧室内过氧化氢横向射流的雾化分解与蒸发特性规律。结果表明,当过氧化氢在凹腔上游喷注时,总温升高过氧化氢射流尾迹更长,过氧化氢在凹腔内部喷注时,总温升高过氧化氢射流尾迹更短,蒸发与分解效果更好。 在过氧化氢燃烧方面,利用直联式超声速燃烧实验台针对飞行马赫数6.0工况,在燃烧室入口来流马赫数3.0、3.4两种情况下,研究了煤油/过氧化氢双燃料喷注位置与配比、凹腔布局等参数对于燃烧室性能的影响,得到了过氧化氢/煤油双燃料在非对位凹腔距离可调超声速燃烧室内的燃烧特性。结果表明,过氧化氢的加入可以起到助燃的作用,有过氧化氢喷注的燃烧效果优于无过氧化氢喷注,推力增益有很大提升。
Call Number31319
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/59465
Collection高温气体动力学国家重点实验室
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GB/T 7714
张紫傲. 新型双燃料超声速燃烧特性研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2016.
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