本文關(guān)鍵詞：超聲速燃燒室長時(shí)間工作穩(wěn)燃支板性能研究

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【摘要】：超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)以其高速、比沖大、續(xù)航能力強(qiáng)成為各個(gè)航天強(qiáng)國和軍事大國研究熱點(diǎn),然而其燃燒室來流速度過高給實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒帶來了難題。本文針對(duì)采用中心支板穩(wěn)定燃燒的燃燒室提出了一種帶有冷卻結(jié)構(gòu)的新型穩(wěn)燃支板的結(jié)構(gòu)方案,并且設(shè)計(jì)了和支板耦合的等離子體點(diǎn)火裝置。本文首先提出使用氣體駐留時(shí)間來衡量支板營造回流區(qū)的能力,編寫了用于繪制流線計(jì)算流場中氣體駐留時(shí)間的MATLAB程序。采用自編程序?qū)σ粔K典型無后掠支板流場進(jìn)行了分析,指出了流場位置和氣體駐留時(shí)間之間的關(guān)系。分析了支板外形結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)回流區(qū)氣體駐留時(shí)間的影響規(guī)律,提出了長氣體駐留時(shí)間支板的設(shè)計(jì)原則。再者對(duì)工作與高溫高速氣流中支板表面尤其前緣易燒蝕的情況,給出了一種逆流噴射冷卻的熱防護(hù)方案。計(jì)算了不同冷卻劑噴射總壓對(duì)支板表面熱載荷的影響,通過流場分析指出逆流噴射能夠降低熱流的機(jī)理,并且討論了逆流噴射對(duì)燃燒室氣動(dòng)參數(shù)的影響。最后通過計(jì)算指出存在合適的工作參數(shù)既減小支板前緣熱流又不大幅增加總壓損失。其次根據(jù)支板結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)氣體駐留時(shí)間的影響規(guī)律設(shè)計(jì)了一種鋸齒形支板和與之配合安裝的等離子體點(diǎn)火裝置(PIS)。對(duì)鋸齒形支板的無煤油噴射流場和有煤油噴射流場進(jìn)行計(jì)算,并在相同工況和普通支板進(jìn)行了對(duì)比。初步設(shè)計(jì)了支板逆流噴射冷卻結(jié)構(gòu),計(jì)算了其三維流場支板熱載荷的分布。最后給出了帶有冷卻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)燃支板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。最后在超聲速直連式實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行支板和點(diǎn)火裝置的實(shí)驗(yàn)。首先在常規(guī)環(huán)境進(jìn)行不同工況下PIS性能實(shí)驗(yàn),然后在超聲速燃燒室中實(shí)驗(yàn)了鋸齒形支板與焊槍、PIS不同組合的點(diǎn)火實(shí)驗(yàn),并和普通8mm厚支板進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果證明設(shè)計(jì)的點(diǎn)火裝置工作可靠。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK401

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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本文編號(hào)：1274593