硼粉燃烧效率的影响因素研究

作     者：杨虹 王英红 唐梓辰 张鑫鹏 杨时敏 王旭波 YANG Hong;WANG Yinghong;TANG Zichen;ZHANG Xinpeng;YANG Shimin;WANG Xubo

作者机构：西北工业大学燃烧、热结构与内流场重点实验室西安710072 上海航天动力技术研究所湖州313000 

出 版 物：《固体火箭技术》 (Journal of Solid Rocket Technology)

年 卷 期：2022年第45卷第4期

页      面：564-573页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家技术基础研究项目(JSZL2017203C013) 

主　　题：B粉 燃烧效率 SQ-2用量 充氧压强 氧弹结构 内流场 

摘      要：为了提高B粉在氧弹中的燃烧效率,从而准确测得B粉的实际燃烧放热量,以便对不同来源的B粉进行质量评估,进而为含B富燃料推进剂的配方设计及能量预估提供依据。建立了一种能使硼粉充分燃烧并测得其放热量的方法,以双铅-2推进剂(SQ-2)作助燃剂,丙酮作溶剂,采取干法与湿法相结合的方式制备样品,利用恒温式氧弹量热仪测试样品燃烧放热量,并计算B粉燃烧效率,采用Fluent软件对B粉燃烧过程中的氧弹内流场进行数值模拟,分析氧弹内温度及氧气浓度随时间的分布,研究了SQ-2与B粉的混合质量比、充氧压强、坩埚位置、坩埚大小及有无挡板对B粉燃烧效率的影响。结果表明,SQ-2与B粉的最佳混合质量比为10∶1;最佳充氧压强为3 MPa;选择内径大(最佳内径17 mm)、高度低(最佳高度5 mm)的坩埚,并减小坩埚与氧弹底部的距离(最佳距离10 mm),同时选用不含挡板的坩埚支架,可为B粉创造良好的燃烧环境,在氧弹中的最大燃烧效率可达99.36%。