旋转条件下AP/HTPB二维火焰结构的数值分析

作     者：叶振威 余永刚 YE Zhen-wei;YU Yong-gang

作者机构：南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094 

出 版 物：《含能材料》 (Chinese Journal of Energetic Materials)

年 卷 期：2019年第27卷第1期

页      面：1-8,89页

核心收录：

学科分类：082604[工学-军事化学与烟火技术] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 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：国家自然科学基金资助(51176076) 

主　　题：高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB) 复合固体推进剂 数值模拟 旋转 火焰结构 

摘      要：为了研究底排推进剂高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)旋转条件下微尺度燃烧特性,建立了AP/HTPB二维周期性三明治定常旋转燃烧模型,气相采用两步总包反应,耦合气固热边界层,拟合旋转动量,并对燃烧压力为0.1～5 MPa,转速0～10800 r·min^(-1)条件下的二维火焰结构进行了数值模拟。结果表明,转速在10200 r·min^(-1)的工况下,当燃烧压力为0.1～0.5 MPa时,火焰呈预混燃烧特性;当燃烧压力为0.5～3.5 MPa时,火焰呈现扩散、预混燃烧双重特性;当燃烧压力大于3.5 MPa时,形成狭长的扩散化学反应带。分别针对不同燃烧压力和不同转速下的稳态燃烧过程进行了数值分析,得知气相火焰偏转角与压力呈线性正相关;转速在0～10200 r·min^(-1)之间时气相火焰偏转角与转速呈线性增长,但是当转速在10200～10800 r·min^(-1)时,气相火焰偏转角与转速近似呈指数增长。燃面平均雷诺数的变化趋势与气相火焰偏转角度基本一致,因此可以通过燃面平均雷诺数来描述旋转与压力对气相火焰偏转角度的影响。