本文關(guān)鍵詞：固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)燃室氣粒反應(yīng)流數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本文研究和總結(jié)了金屬顆粒燃燒的數(shù)學(xué)物理模型，并利用FLUENT軟件對(duì)補(bǔ)燃室二維流場(chǎng)的氣粒兩相燃燒過(guò)程采用顆粒軌道模型進(jìn)行了數(shù)值模擬，其中鋁顆粒的燃燒模型采用蒸發(fā)擴(kuò)散模型。探索并建立了發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)燃室氣粒兩相反應(yīng)流模型，并在該模型下對(duì)某實(shí)驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了模擬，得出顆粒在補(bǔ)燃室內(nèi)的燃燒和摻混的一些現(xiàn)象和規(guī)律。結(jié)果表明：補(bǔ)燃室內(nèi)的流場(chǎng)極為復(fù)雜，存在三個(gè)旋渦；補(bǔ)燃室內(nèi)壓強(qiáng)分布均勻，溫度分布不均勻且變化梯度大；增大顆粒直徑，鋁顆粒燃燒效率減小，顆粒隨流性變差，補(bǔ)燃室頭部溫度下降明顯，補(bǔ)燃室平均溫度和壁面溫度亦有下降；增大空燃比，補(bǔ)燃室頭部軸線(xiàn)溫度升高，燃?xì)馔耆急M所需的補(bǔ)燃室長(zhǎng)度減小，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)重量的減輕，顆粒燃燒效率增加明顯，補(bǔ)燃室后部溫度下降，壁面溫度下降，有利于熱防護(hù)；當(dāng)顆粒的含量增大時(shí)，補(bǔ)燃室頭部溫度明顯增加，補(bǔ)燃室平均溫度和壁面溫度隨金屬含量的增加而升高，但上升幅度不大，顆粒燃燒效率提高；當(dāng)空域發(fā)生變化時(shí)，隨著高度增加，顆粒燃燒效率明顯下降，在補(bǔ)燃室開(kāi)始蒸發(fā)所需要的時(shí)間和補(bǔ)燃室長(zhǎng)度增大，補(bǔ)燃室熱防護(hù)要求提高；對(duì)于顆粒直徑較大，空燃比較小，空域高度很高等不利的條件下，補(bǔ)燃室長(zhǎng)度對(duì)燃燒效率至關(guān)重要，隨著長(zhǎng)度增加，顆粒燃燒效率逐漸增加。
【關(guān)鍵詞】：補(bǔ)燃室 鋁顆粒的燃燒效率 兩相反應(yīng)流 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：V435.12
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 目錄5-8
• 1 緒論8-23
• 1.1 固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展概況8-9
• 1.2 固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展9-12
• 1.3 固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)研制的關(guān)鍵技術(shù)12-13
• 1.4 計(jì)算流體力學(xué)和計(jì)算燃燒學(xué)技術(shù)的發(fā)展13-15
• 1.4.1 計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展13-14
• 1.4.2 計(jì)算燃燒學(xué)的發(fā)展14-15
• 1.5 補(bǔ)燃室燃燒流場(chǎng)數(shù)值模擬的意義及研究現(xiàn)狀15-20
• 1.5.1 國(guó)外(包括中國(guó)臺(tái)灣)補(bǔ)燃室數(shù)值模擬的現(xiàn)狀16-18
• 1.5.2 國(guó)內(nèi)補(bǔ)燃室數(shù)值模擬的現(xiàn)狀18-20
• 1.6 補(bǔ)燃室中氣凝兩相燃燒流場(chǎng)數(shù)值模擬的意義20
• 1.7 本論文的主要研究工作20-23
• 2 金屬粒子的燃燒23-37
• 2.1 研究金屬凝相顆粒燃燒和摻混的意義和現(xiàn)狀23
• 2.2 貧氧推進(jìn)劑的主要種類(lèi)及性能23-26
• 2.2.1 貧氧推進(jìn)劑的分類(lèi)23-24
• 2.2.2 鋁鎂貧氧推進(jìn)劑研究進(jìn)展24-25
• 2.2.3 鋁粉和鎂粉對(duì)貧氧推進(jìn)劑的作用25-26
• 2.3 鋁鎂等輕金屬燃燒的理論和進(jìn)展26-29
• 2.4 蒸氣相擴(kuò)散燃燒機(jī)理29-31
• 2.4.1 薄火焰模型29-30
• 2.4.2 擴(kuò)散火焰模型30-31
• 2.5 多相機(jī)理與復(fù)合機(jī)理31-32
• 2.5.1 多相機(jī)理32
• 2.5.2 復(fù)合機(jī)理32
• 2.6 動(dòng)力控制機(jī)理32-35
• 2.7 鋁的燃燒過(guò)程及其數(shù)理模型35-37
• 3 氣粒兩相燃燒的數(shù)值方法37-51
• 3.1 固沖發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)燃室流場(chǎng)簡(jiǎn)化假設(shè)37
• 3.2 兩相流及其研究方法37-39
• 3.2.1 單流體模型38
• 3.2.2 小滑移模型38-39
• 3.2.3 雙流體模型39
• 3.2.4 顆粒軌道模型39
• 3.3 湍流流動(dòng)模型39-42
• 3.4 湍流燃燒模型42-43
• 3.5 FLUENT軟件中兩相流的處理43-44
• 3.5.1 離散相模型43
• 3.5.2 多相流模型43-44
• 3.6 非預(yù)混平衡化學(xué)反應(yīng)的模擬方法44-48
• 3.6.1 概率密度函數(shù)(Probability Density Function)45-46
• 3.6.2 單一混合分?jǐn)?shù)法46
• 3.6.3 二混合分?jǐn)?shù)法46-47
• 3.6.4 離散相粒子的入射方式47-48
• 3.6.5 離散相粒子的徑粒分布48
• 3.7 邊界條件與流場(chǎng)的初始化48-50
• 3.7.1 邊界條件48-49
• 3.7.2 流場(chǎng)的初始化49-50
• 3.8 本課題的計(jì)算方法50-51
• 4 固沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)燃室氣粒兩相燃燒流場(chǎng)數(shù)值模擬51-88
• 4.1 物理模型及計(jì)算方案52-53
• 4.2 液滴的傳質(zhì)與傳熱53-56
• 4.3 補(bǔ)燃室內(nèi)流場(chǎng)狀態(tài)參數(shù)的分布56-67
• 4.4 顆粒軌跡運(yùn)動(dòng)分析67-68
• 4.4.1 不同空燃比下顆粒的軌跡67
• 4.4.2 不同粒徑下顆粒的軌跡67-68
• 4.4.3 不同空域下顆粒的軌跡68
• 4.4.4 不同金屬粉末含量時(shí)的軌跡68
• 4.5 燃燒效率分析的方法68-69
• 4.6 不同粒徑對(duì)燃燒的影響69-73
• 4.6.1 不同粒徑對(duì)流場(chǎng)的影響69-72
• 4.6.2 不同粒徑對(duì)顆粒燃燒效率的影響72-73
• 4.7 不同空燃比的影響73-78
• 4.7.1 不同空燃比對(duì)補(bǔ)燃室流場(chǎng)參數(shù)的影響73-77
• 4.7.2 顆粒燃燒效率與空燃比的關(guān)系77-78
• 4.8 一次燃燒產(chǎn)物中燃料配比的影響78-82
• 4.8.1 金屬粉末的含量對(duì)流場(chǎng)參數(shù)的影響78-81
• 4.8.2 金屬顆粒的含量對(duì)燃燒效率的影響81-82
• 4.9 空域變化的影響82-86
• 4.9.1 空域變化對(duì)流場(chǎng)的影響82-86
• 4.9.2 空域變化對(duì)燃燒效率的影響86
• 4.10 補(bǔ)燃室長(zhǎng)度對(duì)燃燒效率的影響86-88
• 5 結(jié)論與展望88-91
• 5.1 結(jié)論88-89
• 5.2 展望89-91
• 致謝91-92
• 參考文獻(xiàn)92-95

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 金楠楠;嚴(yán)聰;李敏劍;;空燃比對(duì)固沖發(fā)動(dòng)機(jī)二次燃燒的影響研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2010年05期

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3 金楠楠;嚴(yán)聰;李敏劍;;EPDM絕熱層的熱化學(xué)燒蝕機(jī)理[J];宇航材料工藝;2010年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張永芝;傅安;;超聲速補(bǔ)燃室流場(chǎng)數(shù)值模擬[A];力學(xué)與工程應(yīng)用[C];2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 王喜耀;固體燃料沖壓增程炮彈內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬研究[D];南京理工大學(xué);2008年

2 韓光;超細(xì)粉塵凝并裝置中產(chǎn)渦段優(yōu)化布置的研究[D];華北電力大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)燃室氣粒反應(yīng)流數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：460609