本文關(guān)鍵詞：基于TDLAS的RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)出口燃燒流場(chǎng)診斷實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：火箭基組合循環(huán)(RBCC)發(fā)動(dòng)機(jī)將火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)有機(jī)的結(jié)合在一個(gè)流道中,兼具前者高推重比和后者高比沖效率的優(yōu)勢(shì),通過(guò)各工作模態(tài)過(guò)渡可實(shí)現(xiàn)寬?cǎi)R赫數(shù)范圍內(nèi)飛行,具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)研究迅速發(fā)展的同時(shí)也面臨著巨大的挑戰(zhàn),隨著研究的重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)向更加細(xì)致化的燃燒機(jī)理等方面,亟需更加先進(jìn)的測(cè)量和燃燒診斷技術(shù)以獲取更加精確的燃燒流場(chǎng)參數(shù),而可調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)具有非接觸式測(cè)量、時(shí)間分辨率高、測(cè)量范圍廣等優(yōu)勢(shì),可滿足RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒流場(chǎng)參數(shù)測(cè)量的需求。但是由于煤油燃料RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒生成大量的炭黑等顆粒,產(chǎn)生強(qiáng)烈的火焰輻射對(duì)測(cè)量產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾,影響了TDLAS技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。本文從TDLAS技術(shù)的理論基礎(chǔ)出發(fā),介紹了波長(zhǎng)掃描和固定波長(zhǎng)兩種直接吸收光譜技術(shù)及其燃燒流場(chǎng)參數(shù)測(cè)量原理,分析了利用該系統(tǒng)開展以煤油為燃料的RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)地面直連實(shí)驗(yàn)出口流場(chǎng)參數(shù)測(cè)量時(shí)所遇到的問(wèn)題,提出了一些改進(jìn)措施,有效實(shí)現(xiàn)了基于TDLAS技術(shù)的RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)出口燃燒流場(chǎng)診斷。利用改進(jìn)后的TDLAS系統(tǒng)進(jìn)行來(lái)流5.5Ma下燃料支板噴注二次燃料的RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)出口燃燒溫度測(cè)量,獲得了該工況條件下H2O組分吸收光譜,基于TDLAS雙線測(cè)溫原理,計(jì)算得到了發(fā)動(dòng)機(jī)出口燃?xì)鉁囟入S時(shí)間變化曲線。通過(guò)對(duì)比二次燃料噴注流量為120 g/s實(shí)驗(yàn)工況下TDLAS測(cè)量結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果,結(jié)果顯示兩者吻合較好。因此,開展了不同工況下RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)出口燃?xì)鉁囟葴y(cè)量實(shí)驗(yàn)研究,詳細(xì)分析了某一工況下不同時(shí)序階段以及不同工況實(shí)驗(yàn)出口燃?xì)鉁囟冉Y(jié)果,為發(fā)動(dòng)機(jī)出口燃燒診斷提供了直接數(shù)據(jù)支撐,這對(duì)RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒組織方式優(yōu)化和燃料噴注規(guī)律具有重要參考價(jià)值。此外,還分析了基于多普勒效應(yīng)的TDLAS交叉光束測(cè)速方法用于RBCC出口燃?xì)馑俣葴y(cè)量的局限性,提出了一種結(jié)合TDLAS技術(shù)與互相關(guān)法的速度測(cè)量方法,并開展了模擬來(lái)流6Ma下RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)地面直連實(shí)驗(yàn)出口流場(chǎng)速度測(cè)量探索,結(jié)果表明該方法可以有效實(shí)現(xiàn)不同時(shí)序階段的RBCC發(fā)動(dòng)機(jī)出口燃?xì)馑俣仍诰�測(cè)量。
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V430

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本文編號(hào)：1173275