本文關(guān)鍵詞：固體火箭發(fā)動機碳基材料噴管機械侵蝕特性　出處：《航空動力學(xué)報》2016年03期 　論文類型：期刊論文

  更多相關(guān)文章： 固體火箭發(fā)動機 噴管 碳基材料 兩相流 機械侵蝕

【摘要】：為研究碳基材料噴管的機械侵蝕特性,基于兩相流理論和經(jīng)驗公式,考慮液滴的蒸發(fā)與反應(yīng),建立了二維軸對稱碳基材料噴管機械侵蝕計算模型.針對15-lb BATES發(fā)動機噴管進行了機械侵蝕計算,研究了液滴軌跡、機械侵蝕情況的分布規(guī)律,以及推進劑中Al質(zhì)量分數(shù)和燃燒室壓強對機械侵蝕的影響.結(jié)果表明:機械侵蝕率計算最大值為55μm/s,在實驗結(jié)果范圍內(nèi).Al/Al2O3混合液滴是機械侵蝕的主要因素,Al液滴由于蒸發(fā)氧化而不對壁面造成碰撞.機械侵蝕發(fā)生在噴管收斂段,峰值位于喉部上游入口處,喉部和擴張段無機械侵蝕現(xiàn)象.推進劑中Al質(zhì)量分數(shù)增加對機械侵蝕率無顯著規(guī)律性影響.機械侵蝕率隨燃燒室壓強的增加呈超線性增長.
[Abstract]:In order to study the mechanical erosion characteristics of carbon-based nozzle, evaporation and reaction of droplets are considered based on two-phase flow theory and empirical formula. The mechanical erosion calculation model of 2-D axisymmetric carbon-based nozzle was established. The mechanical erosion calculation of 15-lb BATES engine nozzle was carried out, and the droplet trajectory was studied. The distribution of mechanical erosion and the influence of Al content in propellant and combustion chamber pressure on mechanical erosion are studied. The results show that the maximum value of mechanical erosion is 55 渭 m / s. In the range of experimental results, the Al / Al _ 2O _ 3 mixed droplet is the main factor of mechanical erosion. The Al droplet does not collide with the wall due to evaporation and oxidation. The mechanical erosion occurs in the convergent section of the nozzle. The peak is located at the upstream entrance of the larynx. There is no mechanical erosion in the throat and expansion section. The increase of Al content in the propellant has no significant effect on the mechanical erosion rate. The mechanical erosion rate increases superlinearly with the increase of combustion chamber pressure.
【作者單位】： 北京航空航天大學(xué)宇航學(xué)院;中國航天科技集團公司中國運載火箭技術(shù)研究院研發(fā)中心;
【分類號】：V435
【正文快照】： 符號說明ρ密度(kg/m3)t時間(s)x軸向坐標(biāo)(m)y徑向坐標(biāo)(m)u速度(m/s)m質(zhì)量(kg)m·質(zhì)量流量(kg/s)p壓強(Pa)τ=Reynolds應(yīng)力張量(Pa)F作用力(N)Fdrag曳力(N)Fpressure壓差力(N)h比焓(J/kg)q傳熱速率(W/m2)Cd曳力系數(shù)Er機械侵蝕率(m/s)er機械侵蝕系數(shù)Af碰撞面面積(m2)π碰撞區(qū)域

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 陳莎;李江;劉洋;王磊;;高濃度粒子沖刷條件下多向編織C/C材料燒蝕研究[J];固體火箭技術(shù);2013年04期

【共引文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 夏盛勇;三氧化二鋁液滴碰撞機理及模型研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

【二級參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 張紅波;尹健;熊翔;;C/C復(fù)合材料燒蝕性能的研究進展[J];材料導(dǎo)報;2005年07期

2 劉洋;李江;楊颯;陳劍;何國強;孫翔宇;胡淑芳;;過載條件下EPDM絕熱材料燒蝕機理和模型研究(Ⅰ)——燒蝕機理分析[J];固體火箭技術(shù);2011年02期

3 徐開民;李江;王磊;陳莎;;C/C喉襯炭沉積形成機理及抑制方法研究[J];固體火箭技術(shù);2011年06期

4 左勁旅,張紅波,熊翔,黃啟忠,肖鵬;喉襯用炭/炭復(fù)合材料研究進展[J];炭素;2003年02期

5 李江,何國強,陳劍,劉洋,婁永春;高過載條件下絕熱層燒蝕實驗方法研究 (Ⅱ)收縮管聚集法[J];推進技術(shù);2004年03期

6 王磊;何國強;李江;彭麗娜;;粒子侵蝕對C/C材料燒蝕性能影響研究[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2012年03期

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 梁輝;劉振;李平;于建國;;碳基材料吸附二氧化碳及電解吸的實驗研究[J];化工學(xué)報;2010年04期

2 魏偉;王大偉;楊全紅;;鋰空氣電池中的碳基材料:優(yōu)勢與挑戰(zhàn)[J];新型炭材料;2014年04期

3 許增裕;摻雜碳基材料改善性能實驗研究[J];中國核科技報告;2002年00期

4 許增裕,劉翔,諶繼明,王明旭,宋進仁,翟更太,李承新;新型多元摻雜面對等離子體碳基材料的性能研究[J];核科學(xué)與工程;2002年04期

5 劉翔 ,張斧 ,許增裕 ,諶繼明;碳基材料中甲烷的熱解吸(TDS)行為研究[J];中國核科技報告;1998年S3期

6 N.Yoshida,N.Noda,劉翔 ,張斧 ,許增裕 ,劉永;鎢和碳基材料在高能脈沖電子束轟擊下的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物[J];中國核科技報告;2002年00期

7 楊勇,翟洪祥,黃振鶯;壓力對顆粒增強鋁與碳基材料摩擦系數(shù)的影響[J];北方交通大學(xué)學(xué)報;2002年01期

8 ;[J];;年期

相關(guān)會議論文 前1條

1 李守陽;孫繼忠;王德真;;氫與碳基材料相互作用的分子動力學(xué)模擬[A];第十四屆全國等離子體科學(xué)技術(shù)會議暨第五屆中國電推進技術(shù)學(xué)術(shù)研討會會議摘要集[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 張璐;層狀雙金屬氫氧化物催化生長碳基材料及其電化學(xué)性能研究[D];北京化工大學(xué);2010年

2 劉升光;氫與碳基壁材料相互作用的理論模擬研究[D];大連理工大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 李傳熙;磷摻雜碳基材料的設(shè)計、合成及其催化性能的研究[D];蘇州大學(xué);2015年

2 黃海;新型石墨化納米碳基材料的催化性能研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

3 張欣;碳基材料表面復(fù)合涂層及性能研究[D];東北大學(xué);2010年

4 宋正輝;碳基高分子復(fù)合材料的制備及性能研究[D];太原理工大學(xué);2015年

，

本文編號：1436641