燃油霧化和蒸發(fā)是航空發(fā)動機和液體火箭發(fā)動機工作過程中,燃燒不穩(wěn)定性的產(chǎn)生和發(fā)展過程中的重要影響因素,也是燃燒不穩(wěn)定性研究中的一個重要的主動控制手段。在航空發(fā)動機和液體火箭發(fā)動機的研制過程中,會遇到各種各樣的問題,尤其是燃燒不穩(wěn)定性（combustion instability）問題。燃燒不穩(wěn)定性問題是這些發(fā)動機的研制中制約發(fā)動機性能的一大主要因素。燃燒不穩(wěn)定性可以根據(jù)燃燒室內(nèi)壓力震蕩的頻率劃分,震蕩頻率在1000 Hz以上的不穩(wěn)定燃燒稱為高頻燃燒不穩(wěn)定性。這種頻率下的不穩(wěn)定燃燒,經(jīng)常導(dǎo)致發(fā)動機部件嚴(yán)重的振動和熱負(fù)荷增加,可在很短的時間內(nèi)對發(fā)動機造成明顯的破壞,對發(fā)動機安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅。解決燃燒不穩(wěn)定性問題是研制新型航空發(fā)動機和液體火箭發(fā)動機的主要課題之一。本研究旨在分析和研究高頻聲振蕩下航空煤油和乙醇噴霧的宏觀特性,為燃燒不穩(wěn)定性研究中壓力振蕩對噴霧作用機理的研究提供理論依據(jù)。搭建聲振蕩對噴霧特性影響研究的實驗臺架,設(shè)計和搭建臺架中的燃油噴射模塊、圖像攝取模塊和聲振蕩模塊。獲得不同條件下的噴霧圖像后,利用MATLAB對采集到的圖像進行處理,提取和分析相關(guān)數(shù)據(jù)。通過多閾值圖像法分析... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

燃燒不穩(wěn)定性對推力燃燒室的破壞Fig.1-1Damagecausedbycombustioninstability

圖 1-2 燃燒不穩(wěn)定性反饋簡圖[9]Fig. 1-2 Combustion instability feedback diagram室的壓力振蕩頻率和激發(fā)機理，發(fā)動機的燃燒不穩(wěn)定性可分為>1000 Hz）、中頻燃燒不穩(wěn)定性（200 Hz~1000 Hz）和低頻燃 Hz）[9]。其中高頻燃燒不穩(wěn)定性又被稱為聲學(xué)不穩(wěn)定性，它的頻燃燒不穩(wěn)定性的產(chǎn)生是由于燃燒過程和燃燒室聲學(xué)特性的耦定性發(fā)生時，發(fā)動機會有劇烈的機械振動，可能會導(dǎo)致發(fā)動機者導(dǎo)管的損壞。同時，由于燃?xì)鉄後尫怕实牟痪鶆蛐詫?dǎo)致局部部件的熱負(fù)荷增加，造成燒蝕。根據(jù)聲學(xué)特性，高頻燃燒不穩(wěn)型、切向振型和組合振型。切向燃燒不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致保護室可在很短的時間內(nèi)（不到 1 s）將燃燒室頭部燒毀。燒不穩(wěn)定性的影響

Chehroudi等[24]建立了亞臨界-超臨界噴射實驗臺，如圖1-3所示，并將聲場導(dǎo)入定容彈，如圖1-4所示。他們將低溫液氮噴射至環(huán)境溫度以及壓力為1.46MPa,2.48 MPa和4.86 MPa條件下的定容彈中。這些壓力分別對應(yīng)亞臨界、近臨界和超臨界條件。結(jié)果顯示，液氮射流在低速條件和近臨界條件下，聲場對其影響最大。圖1-3 亞臨界-超臨界噴霧實驗臺[24]Fig. 1-3 Sub- to super-critical jet injection test bench

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]壓力振蕩環(huán)境下液滴蒸發(fā)動態(tài)響應(yīng)特性研究[J]. 尹婷,吳高楊,聶萬勝.  火箭推進. 2015(04)
[2]低頻壓力振蕩環(huán)境下運動液滴蒸發(fā)過程的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型[J]. 蘇凌宇,聶萬勝,劉衛(wèi)東.  推進技術(shù). 2011(05)
[3]低頻壓力振蕩環(huán)境下靜止液滴蒸發(fā)過程的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型[J]. 蘇凌宇,劉衛(wèi)東.  推進技術(shù). 2010(03)
[4]乙醇液滴蒸發(fā)過程對壓力振蕩動態(tài)響應(yīng)的試驗研究[J]. 蘇凌宇,于江飛,劉衛(wèi)東.  推進技術(shù). 2009(03)
[5]液體火箭發(fā)動機燃燒穩(wěn)定性CFD分析[J]. 莊逢辰,趙文濤,劉衛(wèi)東,鄒勤,聶萬勝.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2001(01)
[6]振蕩環(huán)境下推進劑液滴亞臨界蒸發(fā)響應(yīng)特性[J]. 劉衛(wèi)東,周進,王振國.  航空動力學(xué)報. 2001(01)

博士論文
[1]液體火箭發(fā)動機燃燒穩(wěn)定性理論、數(shù)值模擬和實驗研究[D]. 黃玉輝.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2001

碩士論文
[1]基于卡門渦街的聲場與噴霧特性研究[D]. 王巖.浙江大學(xué) 2015



本文編號：3505650