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液氧/液甲烷双离心式喷嘴富氧低频燃烧不稳定性研究

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推进技术 2022年第12期43卷 207-214页

作者：于涵严宇杨宝娥张锋西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室陕西西安710100

为了研究液氧/液甲烷双离心式喷嘴在富氧条件下的低频燃烧不稳定性,在模型燃烧室中开展了喷嘴相对缩进长度为1.5,2.0和2.7的高压燃烧实验和数值模拟研究,描述了低频燃烧不稳定现象,获得了振荡频率特性和喷嘴缩进长度对振荡频率的影响规... 详细信息

为了研究液氧/液甲烷双离心式喷嘴在富氧条件下的低频燃烧不稳定性,在模型燃烧室中开展了喷嘴相对缩进长度为1.5,2.0和2.7的高压燃烧实验和数值模拟研究,描述了低频燃烧不稳定现象,获得了振荡频率特性和喷嘴缩进长度对振荡频率的影响规律。结果表明:燃烧室压力在起动过程中从稳定转为不稳定,压力振荡经历振幅增长阶段后,达到极限环振幅阶段,最终表现为燃烧室和供应路的耦合共振。燃烧室低频振荡频率主要受到熵波传播的影响,基于数值模拟方法获得了燃烧状态下甲烷质量分数空间分布特征,再根据熵波对流模型预测了室压振荡频率,预测频率和实测频率的趋势一致,误差范围是7.4%~9.8%。随着相对缩进长度的增加,甲烷消耗完全所需时间缩短,燃烧室熵波频率增大,因此燃烧室振荡频率也随之增大。

关键词：富氧燃烧双离心喷嘴缩进长度熵波低频燃烧不稳定性

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预混火焰诱导里克管热声振荡实验

航空动力学报 2022年第11期37卷 2553-2559页

作者：罗列朝李挺邓江革赵润洲王晋魁北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191

为了探究热声振荡现象中各物理量的变化规律,采用单端可调谐激光吸收光谱技术对火焰的温度进行了测量,测量频率为5 kHz,揭示了热声振荡中温度的变化规律。在里克管中,温度以大约230 Hz的频率规律性变化,变化频率与里克管的本征频率接近... 详细信息

为了探究热声振荡现象中各物理量的变化规律,采用单端可调谐激光吸收光谱技术对火焰的温度进行了测量,测量频率为5 kHz,揭示了热声振荡中温度的变化规律。在里克管中,温度以大约230 Hz的频率规律性变化,变化频率与里克管的本征频率接近。里克管出口处的静压监测表明静压与温度在同一频率变化。此外,采用高速相机对火焰化学自发光进行了测量,火焰化学发光强度及发光面积在静压的影响下,也在周期性波动。温度、静压、化学发光强度三者波动频率保持一致。

关键词：激光吸收光谱热声振荡温度测量熵波化学发光强度

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火箭发动机燃烧室中燃烧噪声的计算模型研究

航空学报 2023年

作者：曾佳进李军伟马宝印李春杰王宁飞北京电子工程总体研究所北京理工大学宇航学院

燃烧噪声一般分为直接噪声和间接噪声，推导了喉部壅塞工况下燃烧室中因不稳定释热产生的直接噪声和间接噪声在时域和频域的计算模型，该模型考虑了熵波的耗散和声波的衰减。将存在不稳定释热的燃烧室简化为加热直管进行理论计算。与文... 详细信息

燃烧噪声一般分为直接噪声和间接噪声，推导了喉部壅塞工况下燃烧室中因不稳定释热产生的直接噪声和间接噪声在时域和频域的计算模型，该模型考虑了熵波的耗散和声波的衰减。将存在不稳定释热的燃烧室简化为加热直管进行理论计算。与文献的实验结果相比，直接噪声预示误差小于4%，压力扰动的趋势基本一致。基于该模型分析了管长和温度扰动对噪声强度的影响，结果表明长度越短直接噪声和间接噪声强度越大，管长越长直接噪声和间接噪声分离越清晰。直接噪声和间接噪声强度随温度扰动线性增加，无耗散条件下直接噪声增长率和强度均是间接噪声的2倍。

关键词：熵波声波直接噪声间接噪声燃烧噪声

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正丁醇/煤油混合物非预混燃烧压力振荡特性

北京航空航天大学学报 2016年第5期42卷 1079-1084页

作者：徐赛许全宏林宇震霍伟业秦皓北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083

为探索生物混合燃料在燃气轮机燃烧室内的应用,将丁醇掺混入航空煤油中,根据燃烧室的实验结果构建熵波对流模型,定量分析其不同体积分数对燃烧室内压力振荡频率的影响。实验结果表明:在燃烧室进口压力1.98 MPa、温度600 K和油气比0.03下... 详细信息

为探索生物混合燃料在燃气轮机燃烧室内的应用,将丁醇掺混入航空煤油中,根据燃烧室的实验结果构建熵波对流模型,定量分析其不同体积分数对燃烧室内压力振荡频率的影响。实验结果表明:在燃烧室进口压力1.98 MPa、温度600 K和油气比0.03下,随着丁醇所占体积分数增大,燃烧室内压力振荡频率逐渐下降,而幅值变化无明显规律。熵波对流模型结果与实验吻合较好,通过分析表明,不同燃料组分热值变化引起的对流时间改变,是燃烧室压力振荡频率变化的主要原因,为控制燃烧室内压力振荡提供了参考。

关键词：压力振荡燃料组分熵波非预混燃烧对流时间

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富氧燃气发生器动态特性分析

航空动力学报 2013年第1期28卷 226-232页

作者：刘上刘红军陈宏玉航天推进技术研究院西安航天动力研究所西安710100

建立了描述富氧燃气发生器动态特性的线性化频域模型,以分析推进剂流量扰动对发生器室压的动态作用.通过与文献中试验数据对比,验证了模型和计算方法的合理性.在低频范围内采用考虑熵波的绝热流动模型,比较煤油和液氧流量扰动引起发生... 详细信息

建立了描述富氧燃气发生器动态特性的线性化频域模型,以分析推进剂流量扰动对发生器室压的动态作用.通过与文献中试验数据对比,验证了模型和计算方法的合理性.在低频范围内采用考虑熵波的绝热流动模型,比较煤油和液氧流量扰动引起发生器压力振荡的频率响应,结果显示煤油流量扰动更易引起较大的熵波幅值.分析了燃烧温度与混合比关系的无量纲斜率、涡轮压比系数和燃烧时滞对发生器频率特性的影响规律.在很宽的频率范围内分析发生器的动态特性,需采用考虑声学效应的分布参数模型,既能在低频范围内涵盖绝热流动模型,又能反映气路的纵向声学振荡.

关键词：富氧燃气发生器频率特性流量扰动熵波声学效应

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液体火箭发动机热力组件动力学模型

宇航学报 2012年第10期33卷 1512-1518页

作者：刘上刘红军陈宏玉西安航天动力研究所西安710100

为了评判不同假设条件下得出的几种热力组件动力学模型的特点和适用范围,对其频率特性进行分析,并探讨了主要参数的影响规律。对于双组元非等温燃气流,在低频范围内采用考虑熵波效应的绝热流动模型更加精确。燃烧温度与混合比关系的无... 详细信息

为了评判不同假设条件下得出的几种热力组件动力学模型的特点和适用范围,对其频率特性进行分析,并探讨了主要参数的影响规律。对于双组元非等温燃气流,在低频范围内采用考虑熵波效应的绝热流动模型更加精确。燃烧温度与混合比关系的无量纲斜率值越大,推进剂流量波动产生的熵波影响越明显。通过在分布参数流动模型中添加指数衰减率来表示熵波随频率的增大而耗散。改进的声学模型形式简单,既能在低频范围内描述熵波,又能在高频范围表征熵波的耗散,可以在很宽的频率范围内合理地描述燃气流动的动态特性。

关键词：热力组件动力学模型熵波声学效应模型改进

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熵脉动产生声音的机理

熵脉动产生声音的机理

第十一届全国流体力学学术会议

作者：杨东 Juan Guzmán-Inigo Aimee S.Morgans 南方科技大学力学与航空航天工程系英国伦敦帝国理工大学机械工程系

在航空发动机、地面燃气轮机,以及火箭发动机的燃烧室中,燃烧产生的不稳定释热脉动会产生声音,这又被称为直接燃烧噪声。这声音以声波的形式在燃烧室中传播,被边界反射回来,然后进一步扰动燃烧产生更多声音:该反馈过程可能在燃烧室中形... 详细信息

在航空发动机、地面燃气轮机,以及火箭发动机的燃烧室中,燃烧产生的不稳定释热脉动会产生声音,这又被称为直接燃烧噪声。这声音以声波的形式在燃烧室中传播,被边界反射回来,然后进一步扰动燃烧产生更多声音:该反馈过程可能在燃烧室中形成巨大的压力脉动,进而严重影响燃烧室寿命,甚至导致其致命的损毁。不稳定燃烧可能同时产生流体的熵脉动,这在流体中表现为不可压缩(与压力脉动无关)的温度或者密度脉动。熵脉动在速度均匀的流动中被对流传播时不产生声音,但当被流动加速或者减速时(比如在航空发动机或者燃气轮机燃烧室出口的透平导叶之间,以及火箭发动机出口的喷管里)会产生声音。以这样的机理产生的声音被称为熵噪声,又叫间接燃烧噪声。熵噪声可能被反射回燃烧室,进而显著影响燃烧室内的热声不稳定,也可能透射出燃烧室出口,辐射到外界环境中,成为发动机射流噪声中的重要组成部分。对于熵噪声产生的机理,尽管早在大约50年前,Morfey (1973)以及Ffowcs Williams&Howe (1975)就通过拓展Lighthill的声类比理论(Lighthill 1952),建立了初步的理论模型,但严格推导这样的理论模型至今仍然很具挑战性。这主要是因为不均匀的流动对声音产生和传播的影响难以妥善地区分开,而当有流动分离和涡脱落的时候,这就变得尤其困难。严格理论模型的缺失导致熵噪声产生的机理一直很神秘而让人难以理解。在本文中,我们将基于Howe (1975)所发展的声类比理论模型,在存在流动分离和涡脱落的一般情况下,严格推导出一个全新的熵噪声产生机理的数学表达式。我们随后将该理论用于预测熵脉动流过一个突扩截面时所产生的噪声(突扩截面是有流动分离和涡脱落的典型工况)。通过与数值计算以及经典模型的对比,我们将展示新理论模型在系统地揭示熵噪声产生机理以及定量地预测熵噪声产生量方面的强大能力。

关键词：熵波热声不稳定声音

来源： cnki会议评论

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核磁共振在煤矿中的应用

科技信息 2009年第33期 40-40,38页

作者：孟庆彪王传坤潘弘安徽理工大学安徽淮南232001

本文主要是介绍核磁共振在石油勘探中的应用结论以及瓦斯气体的实验结果,并针对上述结论提出核磁共振在煤矿中的应用方式,阐述核磁共振的监测信号与煤体的物理参数之间的关系,以及这种关系的含义及其意义。

关键词：核磁共振瓦斯熵波声波纵向驰豫横向驰豫