為研究撞擊式噴嘴凝膠自燃推進劑著火及火焰特性,在單噴嘴矩形燃燒室內(nèi)進行了凝膠一甲基肼/四氧化二氮（MMH/NTO）噴霧燃燒過程試驗研究。試驗采用撞擊角為75°、90°、105°的兩股互擊式噴嘴和撞擊角為90°的兩股燃料撞擊一股氧化劑（F-O-F）、兩股氧化劑撞擊一股燃料（O-F-O）三股互擊式噴嘴,首先結(jié)合高速攝影與紋影技術(shù)拍攝了燃燒過程紋影圖像,隨后采用高速攝影直接拍攝了燃燒過程火焰自然輻射發(fā)光圖像。通過圖像處理,提取了火焰著火距離、火焰軸向傳播速度、火焰夾角以及反應(yīng)距離,并分析了噴嘴類型、燃料射流速度的影響。試驗結(jié)果表明,凝膠MMH/NTO燃燒主要發(fā)生在液膜破碎成液絲之后,射流速度越快,燃氣擴散速度越快;凝膠MMH/NTO推進劑采用撞擊角為105°的兩股互擊式噴嘴時著火距離最短;凝膠MMH/NTO著火時火焰軸向傳播速度隨燃料射流速度增加而增加,撞擊角為90°時火焰沿噴注面下游傳播速度較快;凝膠MMH/NTO穩(wěn)態(tài)燃燒時火焰夾角隨燃料射流速度增加而增加,反應(yīng)距離隨燃料射流速度增加而減小,其中撞擊角為90°的兩股互擊式噴嘴火焰夾角最大,撞擊角為105°的兩股互擊式噴嘴反應(yīng)距離最短。 

【文章來源】：航空學(xué)報. 2020,41(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

單噴嘴矩形燃燒室

互擊式噴嘴示意圖

試驗首先采用反射式平行光紋影法拍攝凝膠MMH/NTO燃燒條件下的紋影圖像，如圖3所示。整個系統(tǒng)參考“Z”形布置減小軸外光線成像的影響，其中背景點光源由氙燈（ZOLIX公司生產(chǎn)，功率為500 W）發(fā)出的光通過小孔獲得，透鏡采用兩個直徑為100mm的凹透鏡，其中一個用于形成平行光照明試驗擾動區(qū)，另一個將像聚焦到接收裝置上，像接收裝置采用Phantom V12型黑白高速相機，拍攝時相機速率為5 000frame/s，圖像分辨率為800 pixel×600pixel，曝光時間為1μs，通過實際標定，實際尺寸與像素點之比為0.132mm/pixel。隨后關(guān)閉背景光源，采用Phantom V640型彩色高速相機直接拍攝了凝膠MMH/NTO燃燒時的火焰自然輻射發(fā)光圖像，拍攝時相機速率為5 000frame/s，圖像分辨率為1 280pixel×800pixel，曝光時間為50μs，通過實際標定，實際尺寸與像素點之比為0.132mm/pixel。試驗共采用了撞擊角為75°、90°、105°的兩股互擊式噴嘴和O-F-O、F-O-F類型三股互擊式噴嘴，單噴嘴的試驗工況如表1所示，每次試驗點火時間為3s，穩(wěn)態(tài)燃燒時間為2s。試驗時流量采用科氏力流量計測量，壓力通過壓力傳感器測量，所有測量設(shè)備在試驗前均經(jīng)過專業(yè)機構(gòu)鑒定并在有效期內(nèi)，符合測量要求。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3237687