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压力下降条件下一种双基发射药的瞬态燃烧特性

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火炸药学报 2012年第1期35卷 64-68页

作者：赵宏立刘来东靳建伟张衡赵宝明赵瑛张邹邹西安近代化学研究所陕西西安710065

为了解火药在压力下降条件下的瞬态燃烧特性,采用压力瞬时下降状态下的实验装置系统,研究了一种双基发射药在瞬态降压下的燃烧行为。结果表明,在燃烧室压力为0～151MPa,降压速率为(30～2.5×104)MPa/s条件下,该双基发射药的燃烧行为可... 详细信息

为了解火药在压力下降条件下的瞬态燃烧特性,采用压力瞬时下降状态下的实验装置系统,研究了一种双基发射药在瞬态降压下的燃烧行为。结果表明,在燃烧室压力为0～151MPa,降压速率为(30～2.5×104)MPa/s条件下,该双基发射药的燃烧行为可分为熄灭和完全燃烧两种情况。在不同的初始压力和降压速率下,双基发射药有不同的熄火临界特性曲线。

关键词：物理化学双基发射药瞬态燃烧快速降压熄火

固体火箭发动机瞬态燃烧过程——熄火特性与实验

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推进技术 1989年第2期10卷 31-33页

作者：王普光北京航空航天大学

作者利用自制实验设备对固体推进剂进行快速降压熄火实验研究.其方法简单易行,对双基推进剂取得较满意结果.复合固体推进剂的燃烧温度较高,实验设备需加以改装,加大dp/dt变化范围.这样可以找出不同推进剂的瞬态熄火特性,供发动机设计参数.

关键词：熄火固体推进剂火箭发动机瞬态燃烧

固体推进剂瞬态燃烧模型及其在液体喷射熄火研究中的应用

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航空动力学报 1993年第3期8卷 250-254页

作者：殷金其王克秀吴心平西安市西北工业大学802教研室西北工业大学

本文提出了一种固体推进剂瞬态燃烧模型。它考虑了凝相分布化学反应和辐射热流的深层吸收。以及燃面上的能量损失 ;在气相发展了空间分布厚火焰模型以求得有蒸汽掺混情况下的火焰热反馈。运用该模型能统一揭示快速降压、降热辐射和液体... 详细信息

本文提出了一种固体推进剂瞬态燃烧模型。它考虑了凝相分布化学反应和辐射热流的深层吸收。以及燃面上的能量损失 ;在气相发展了空间分布厚火焰模型以求得有蒸汽掺混情况下的火焰热反馈。运用该模型能统一揭示快速降压、降热辐射和液体喷射等多种外界扰动下 ,推进剂的瞬变燃烧行为和熄火所需的临界参数。对液体喷射工况下进行的理论预示与实验结果相一致。

关键词：固体推进剂瞬态燃烧液体喷射熄火

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车用汽油机瞬态燃烧的研究

邢台职业技术学院学报 2008年第1期25卷 64-67页

作者：许建民张志永杜宝杰长沙理工大学汽车与机械工程学院湖南长沙410076

本文对汽油机瞬态工况燃烧特性的研究意义和研究现状进行了概述,介绍了进行瞬态燃烧研究的实验方案,提出了一种研究内燃机瞬态信号的方法——符号时间序列方法。

关键词：汽油机瞬态燃烧研究

快速泄压下含草酸铵HTPB推进剂的燃烧行为

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火炸药学报 2024年

作者：罗一民王军红夏语郑文芳徐森吴星亮南京理工大学化学与化工学院国家民用爆破器材质量检验检测中心

为研究含草酸铵(0～4%)的一系列低燃速推进剂的燃熄可控特性，分别使用高压激光点火平台和磁吸式泄压试验发动机测定了其在稳态和瞬态下的燃烧参数，主要包括稳态燃速、临界泄压熄火边界和瞬态火焰变化过程。结果表明，随着泄压前初始压... 详细信息

为研究含草酸铵(0～4%)的一系列低燃速推进剂的燃熄可控特性，分别使用高压激光点火平台和磁吸式泄压试验发动机测定了其在稳态和瞬态下的燃烧参数，主要包括稳态燃速、临界泄压熄火边界和瞬态火焰变化过程。结果表明，随着泄压前初始压力(p0)的增加，推进剂泄压熄火所需的临界泄压速率(dp/dt)线性变化。向HTPB/AP推进剂中引入2%草酸铵后，0.27～2.51 MPa内的泄压复燃区域缩小23.17%，所需的临界泄压熄火速率明显下降；0.1～9 MPa下的稳态燃速降低6.5%～20.5%，并在草酸铵含量为4%的配方中增至13.9%～26.6%。稳态燃烧和瞬态燃烧结果间的一致性表明，草酸铵的引入利好HTPB/AP基推进剂泄压后达成熄火，这可归因于其对AP分解的强烈抑制和较大的分解吸热作用。

关键词：低燃速推进剂快速泄压瞬态燃烧

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固体微推进器工作过程数值分析

西北大学学报（自然科学版） 2012年第1期42卷 21-24页

作者：胡松启高胜灵刘凯王鹏飞西北工业大学燃烧流动和热结构国家级重点实验室陕西西安710072

目的针对一种基于MEMS技术的固体微推进器结构,分析比较瞬态燃烧效应和推进器喉部尺寸对推进性能的影响。方法选择dp/dt燃速瞬态燃烧模型对推进器工作过程进行三维数值仿真。结果在同一燃速模型中随着喉部面积的增大,压强有显著地减小,... 详细信息

目的针对一种基于MEMS技术的固体微推进器结构,分析比较瞬态燃烧效应和推进器喉部尺寸对推进性能的影响。方法选择dp/dt燃速瞬态燃烧模型对推进器工作过程进行三维数值仿真。结果在同一燃速模型中随着喉部面积的增大,压强有显著地减小,而推力有明显的增大。结论瞬态燃烧效应不是影响固体微推进器工作性能的主要因素。

关键词：固体微推进器瞬态燃烧数值分析推力

AP/HTPB推进剂微尺度燃烧特性的数值模拟

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AP/HTPB推进剂微尺度燃烧特性的数值模拟

作者：陈王琦南京理工大学

学位级别：硕士

本文以固体火箭发动机推进剂燃烧为工程背景,数值分析了不同压力和不同组分条件下,AP/HTPB复合固体推进剂的微尺度稳态燃烧以及初始最大压降速率为480MPa/s条件下的微尺度瞬态燃烧特性,获得了燃烧过程中气相火焰温度、组分、热释放速率... 详细信息

本文以固体火箭发动机推进剂燃烧为工程背景,数值分析了不同压力和不同组分条件下,AP/HTPB复合固体推进剂的微尺度稳态燃烧以及初始最大压降速率为480MPa/s条件下的微尺度瞬态燃烧特性,获得了燃烧过程中气相火焰温度、组分、热释放速率和燃速等特性参数的变化规律,主要工作及研究内容如下:(1)不同压力条件下AP/HTPB固体推进剂稳态燃烧特性的数值模拟为研究不同环境压力对于AP/HTPB复合固体推进剂稳态燃烧特性的影响,运用ICEM软件构建模型,并进行网格划分,结合fluent软件数值模拟0.3MPa到7.2MPa压力下,AP颗粒直径为110微米,体积分数为76%的AP/HTPB复合固体推进剂稳态燃烧特性。计算结果表明:整个稳态燃烧过程呈现三种火焰形状,0.3MPa至0.4MPa时,以预混火焰为主;0.4MPa至2.4MPa范围内,包含预混火焰和扩散火焰两种火焰结构;压力大于2.4MPa时,扩散火焰占主导地位。压力在0.3MPa.2MPa范围内,气相对固相的热反馈、燃面温度、燃面燃速和燃气流速沿x轴(y=0时)均呈现出先增加后减小的趋势,并且随着压力的增加,最大燃面温度、最大燃面燃速和最大燃气流速也随之增加。(2)不同混合比例下AP/HTPB固体推进剂稳态燃烧特性的数值模拟在压力P=2.4MPa不变的条件下,通过fluent软件进一步研究氧化剂含量在0.76到0.95范围内,AP/HTPB复合固体推进剂的稳态燃烧特性,获得了氧化剂含量对于AP/HTPB燃烧过程的影响规律。计算结果表明:AP氧化剂含量增加,微尺度单元模型中AP氧化剂加宽,AP/HTPB交界面正上方原本分离的火焰带逐渐扩散融合成一个整体,容积热释放速率减小,气相对固相的热反馈也不断减弱,燃面温度和气相温度不断衰减,燃气流速和燃面燃速也随之降低。(3)在初始最大压降速率为480MPa/s的条件下,AP/HTPB固体推进剂非稳态燃烧特性的数值模拟在AP/HTPB复合固体推进剂稳态燃烧特性研究基础上,建立了AP/HTPB推进剂二维非稳态燃烧模型,采用fluent软件进一步研究了初始最大降压速率为480MPa/s条件下,AP/HTPB非稳态燃烧特性,获得了气相温度、组分、热释放速率和燃速等相关参数的变化规律。计算结果表明:在压力下降过程中,气相区域火焰温度分布不均匀性逐渐降低,其数值先增加而后减小,各组分间相互扩散,影响燃烧过程的主导因素从热解气体的扩散输运变化为热解气体之间的化学反应。热释放核心带面积增加,但热释放速率却在不断减小。燃面平均温度和燃面平均燃速呈现出三种不同速率的减小趋势,并最终趋于稳定。

关键词：高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB) 微尺度燃烧火焰形状燃速瞬态燃烧数值模拟

含氧燃料与缸内氧浓度分布对柴油机燃烧与排放的影响

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含氧燃料与缸内氧浓度分布对柴油机燃烧与排放的影响

作者：刘晋科吉林大学

学位级别：硕士

分层EGR技术可灵活控制缸内氧气浓度的空间分布,通过合理控制缸内氧浓度及其分布形式,能够在不引起微粒排放增加的前提下降低NOx排放。同时,大量研究表明,使用含氧燃料可以大幅降低柴油机碳烟排放。因此,本文利用不同分子结构的含氧燃... 详细信息

分层EGR技术可灵活控制缸内氧气浓度的空间分布,通过合理控制缸内氧浓度及其分布形式,能够在不引起微粒排放增加的前提下降低NOx排放。同时,大量研究表明,使用含氧燃料可以大幅降低柴油机碳烟排放。因此,本文利用不同分子结构的含氧燃料与缸内氧浓度分布形式相结合,试验研究含氧燃料(燃料氧)与缸内氧浓度分层(环境氧)复合作用机制对压燃式发动机稳态及瞬态工况下燃烧和排放物生成的影响规律,揭示缸内活化分层对燃烧及颗粒物生成的影响规律和作用机制,探索压燃式发动机实现高效清洁燃烧的途径。本文以四气门高压共轨柴油机为试验原机,通过对进气系统进行改造,优化进气条件,开发了分层EGR控制系统,建立了发动机分层活化可控压燃燃烧及排放特性测试平台,从而实现缸内氧浓度分布形式和燃烧的主动控制和调节。利用CFD仿真分析得到了缸内排放物原始生成场和目标废气引入方式。在此基础上,试验探究了不同氧浓度分布形式对柴油机燃烧与排放物的影响规律。结果表明,与均质引入废气方式相比,采用螺旋气道加导管的废气引入方式在缸内形成的氧浓度分布形式使得缸内最高燃烧温度有所降低,且在一定的缸内氧浓度范围下能够实现保证热效率的同时降低NOx和微粒排放,其中,在缸内氧浓度为19.55%时消光烟度最大降低约10%,NOx排放最大降低约15%。利用含氧燃料与氧浓度分层相结合,深入研究了含氧燃料与氧浓度分层共同作用对燃烧及排放物生成的影响规律。研究发现,氧浓度分层有利于抑制燃用正丁醇/柴油含氧混合燃料导致的缸内燃烧温度升高及NOx增加的趋势。在氧浓度分层与含氧燃料共同作用下,适宜的缸内氧浓度可以缓解柴油机NOx和碳烟的“trade-off”关系,实现两种排放物的同时降低。其中,在氧浓度分层和含氧燃料的共同作用下,缸内氧浓度在19.55%-20.77%时,B15燃料在大负荷下的消光烟度相对柴油降低60%以上,NOx排放降低10%以上。同时,氧浓度分层也有利于抑制燃用正丁醇含氧燃料引起的核态微粒和总微粒数量的增加趋势,并进一步降低积聚态微粒数量。最终在含氧燃料与氧浓度分层协同作用下,实现微粒总质量和积聚态微粒数量的同时降低。其中,大负荷下的微粒总数降低20%以上,积聚态微粒降低60%以上。对于含氧量相同而氧键合形式不同的含氧混合燃料,其对缸内燃烧及排放的影响程度存在一定差异。与B15燃料相比,D05燃料对碳烟排放的降低效果更明显,其能获得更低的碳烟和NOx排放。含氧燃料和氧浓度分层共同作用下,与柴油和B15燃料相比,大负荷下燃用D05燃料可以在较大的缸内氧浓度范围下实现微粒质量和数量排放以及NOx排放的同时降低,且其对积聚态颗粒排放的改善作用超过80%。试验研究了含氧燃料与缸内氧浓度分层协同控制对瞬态工况燃烧及排放的影响规律。结果表明,在不同加载速率的恒转速增转矩瞬变过程中,氧浓度分层有利于改善瞬态燃烧过程,缓解瞬态工况下碳烟排放大幅增加的问题。燃用含氧燃料可以有效改善瞬态工况下燃烧恶化问题,使得瞬态加载后期积聚态微粒峰值明显降低,且随着加载速率的增大效果更明显。氧浓度分层在降低瞬变过程中积聚态微粒数量排放的同时,也有利于抑制柴油加入含氧燃料后核态微粒排放的升高。最终在含氧燃料与氧浓度分层协同控制下,实现瞬变过程中微粒总质量和微粒数量排放的同时降低。在5S加载过程中,含氧燃料与氧浓度分层共同作用下使得D05燃料的消光烟度峰值相对柴油降低45%,积聚态微粒峰值降低70%,NOx排放和核态微粒数目基本不变。

关键词：压燃式发动机氧浓度分布含氧燃料颗粒物瞬态燃烧

基于CARS技术的超燃冲压发动机点火过程温度测量

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气体物理 2020年第2期5卷 8-13页

作者：杨文斌齐新华王林森陈爽周江宁陈力闫博母金河杨顺华张顺平中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

相干anti-Stokes Raman散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)技术作为一种非接触测量手段,已广泛应用于多种发动机模型燃烧室温度测量及地面试验.然而,目前的工作主要集中在稳态燃烧场温度的测量,缺乏用高分辨率的单脉冲... 详细信息

相干anti-Stokes Raman散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)技术作为一种非接触测量手段,已广泛应用于多种发动机模型燃烧室温度测量及地面试验.然而,目前的工作主要集中在稳态燃烧场温度的测量,缺乏用高分辨率的单脉冲来测量瞬变的燃烧火焰温度及组分浓度的研究.基于CARS理论,结合多参数拟合算法,开发了基于MATLAB的CARS光谱计算和拟合程序CARSCF;利用McKenna平面火焰炉在不同工况下进行了温度测量,并与DLR测量结果进行对比,结果显示开发的CARSCF具有较高的测量重复性和准确性;最后将CARS技术应用于测量超燃冲压发动机点火过程中的温度测量,获取了点火过程中的温度.结果显示,在来流Mach数为3的条件下,H 2/air点火过程中温度呈现急剧上升然后缓慢下降,而CARS信号则呈现急剧上升然后急剧下降随后又缓慢上升的趋势,并且在点火过程中最高温度为1511 K.

关键词：相干anti-stokes Raman散射温度测量瞬态燃烧超燃冲压发动机燃烧室