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煤油凝胶单液滴燃烧特性试验

航空学报 2016年第3期37卷 847-853页

作者：杨大力夏智勋胡建新肖云雷国防科学技术大学高超声速冲压发动机技术重点实验室长沙410073

利用二氧化碳激光器点火装置及高分辨率高速成像系统,开展了煤油凝胶单液滴在空气中的点火燃烧试验,观察了凝胶液滴在燃烧过程中的形态变化,为进行凝胶冲压发动机的总体设计提供依据。试验结果表明,煤油凝胶液滴的燃烧经历了煤油的蒸发... 详细信息

利用二氧化碳激光器点火装置及高分辨率高速成像系统,开展了煤油凝胶单液滴在空气中的点火燃烧试验,观察了凝胶液滴在燃烧过程中的形态变化,为进行凝胶冲压发动机的总体设计提供依据。试验结果表明,煤油凝胶液滴的燃烧经历了煤油的蒸发燃烧、气泡产生、胶凝层形成、胶凝层破裂、微爆等物理化学过程,基本满足D2定律。分析了胶凝剂含量、硼含量对含硼煤油凝胶燃烧过程的影响。当硼含量一定时,随着胶凝剂含量的增加,含硼凝胶的稳定燃烧相对时间增加,但微爆过程更加剧烈;当胶凝剂含量一定时,随着硼含量的增加,含硼凝胶液滴的稳定燃烧相对时间缩短,微爆现象更加剧烈。

关键词：煤油凝胶单液滴纳米硼颗粒燃烧微爆

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气流中煤油凝胶液滴变形破碎过程的试验

推进技术 2017年第12期38卷 2857-2864页

作者：孔上峰封锋邓寒玉南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为了研究煤油凝胶液滴的二次雾化特性,以煤油凝胶和煤油为工质,利用高速摄像系统对均匀气体射流中的液滴变形破碎过程进行了记录测量,获得了不同We下液滴变形破碎的模态特征及转变We,研究了Oh对总破碎时间的影响和We对最大直径变形率的... 详细信息

为了研究煤油凝胶液滴的二次雾化特性,以煤油凝胶和煤油为工质,利用高速摄像系统对均匀气体射流中的液滴变形破碎过程进行了记录测量,获得了不同We下液滴变形破碎的模态特征及转变We,研究了Oh对总破碎时间的影响和We对最大直径变形率的影响。结果表明:在试验工况范围内,煤油凝胶和煤油液滴都依次出现振荡、袋形、多模态破碎模态,但模态特征和转换We不尽相同。煤油液滴总破碎时间随Oh的增加而增加,而煤油凝胶液滴总破碎时间随Oh的增加先增加后减小再增加。煤油液滴最大直径变形率随We的增加先增加后不变,而煤油凝胶液滴最大直径变形率随We的增加先增加后减小。基于试验数据,分别获得了煤油凝胶和煤油液滴的总破碎时间关于Oh,最大直径变形率关于We的拟合关系式。

关键词：煤油凝胶液滴破碎雾化高速摄像仪

时间与温度依赖的RP-1煤油凝胶本构方程建模

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含能材料 2016年第6期24卷 592-598页

作者：曹琪封锋武晓松南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

根据凝胶特殊的固-液形态,研究了无机和有机凝胶剂与RP-1煤油的成胶机理,通过Brookfield流变仪测量流变参数,并构建出煤油凝胶的非时间依赖、时间依赖和温度依赖的本构方程。结果表明:加入无水乙醇有利于凝胶剂A(一种干性油衍生物)对煤... 详细信息

根据凝胶特殊的固-液形态,研究了无机和有机凝胶剂与RP-1煤油的成胶机理,通过Brookfield流变仪测量流变参数,并构建出煤油凝胶的非时间依赖、时间依赖和温度依赖的本构方程。结果表明:加入无水乙醇有利于凝胶剂A(一种干性油衍生物)对煤油的凝胶化;无机煤油凝胶的稠度系数k和凝胶剂含量Y_(amout)具有幂律函数关系;由于幂律指数n为负,制备的煤油凝胶比典型的剪切变稀流体(0煤油凝胶的复凝性很弱且不受凝胶剂含量和类型的影响;随剪切速率的增大,凝胶从完整结构到完全破坏结构状态所需的时间缩短,中间过程曲线的振幅减小;随温度的增加,无机煤油凝胶的粘度先减小后增大,有机煤油凝胶的粘度逐渐减小并在90℃接近煤油的粘度。

关键词：煤油凝胶成胶机理流变表征时间依赖本构温度依赖本构复凝性

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RP-1煤油凝胶的制备与性能表征

推进技术 2016年第5期37卷 979-984页

作者：曹琪封锋武晓松余兴飞南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为了研究凝胶燃料的流变机理和配方设计的基础理论,根据凝胶特殊的固-液形态,寻找凝胶化航空煤油RP-1需要的无机和有机凝胶剂,对其成胶机理、流变表征和稳定性进行研究,通过Brookfield流变仪测量流变参数,并构建出无机和有机煤油凝胶的... 详细信息

为了研究凝胶燃料的流变机理和配方设计的基础理论,根据凝胶特殊的固-液形态,寻找凝胶化航空煤油RP-1需要的无机和有机凝胶剂,对其成胶机理、流变表征和稳定性进行研究,通过Brookfield流变仪测量流变参数,并构建出无机和有机煤油凝胶的HBE本构方程。结果表明:采用高速剪切分散比三辊研磨分散制备的无机煤油凝胶质量好;加入无水乙醇有利于凝胶剂A对煤油的凝胶化;无机煤油凝胶的物理稳定性受凝胶剂含量影响显著,实际应用选择6%和7%无机凝胶;所制备的煤油凝胶比典型的剪切变稀流体(0煤油凝胶的复凝性很弱且不受凝胶剂含量的影响。

关键词：煤油凝胶成胶机理物理稳定性流变表征 HBE本构方程触变性

幂律型煤油凝胶在不同几何构型管道的流动特性数值研究

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兵工学报 2015年第2期36卷 242-249页

作者：曹琪封锋武晓松陈超南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 安徽神剑科技股份有限公司安徽合肥230001

为了优化煤油凝胶供给管道和锥形喷注器设计,构建出幂律流体的二维/三维稳态层流的求解方法,采用基于FLUENT平台的SIMPLE算法进行求解,开展煤油凝胶的流动特性数值研究。推导出了推进剂在直圆管中各参数的解析解以及层流的动能修正系数... 详细信息

为了优化煤油凝胶供给管道和锥形喷注器设计,构建出幂律流体的二维/三维稳态层流的求解方法,采用基于FLUENT平台的SIMPLE算法进行求解,开展煤油凝胶的流动特性数值研究。推导出了推进剂在直圆管中各参数的解析解以及层流的动能修正系数。研究结果表明:直圆管的柱塞流区域在管径不变时是固定的;为降低喷注器出口截面的平均表观粘度,需减小出口段长度;喷注器的收缩角选择在40°左右是较为合理的;弯管内存在双涡旋形式的二次流,且剪切速率和表观粘度的非对称性比速度的非对称性显著。

关键词：兵器科学与技术煤油凝胶压力损失动能修正系数平均表观粘度二次流非对称性幂律流体