【摘要】：金屬粉末燃料發(fā)動(dòng)機(jī)是一種新型的推進(jìn)系統(tǒng),其主要優(yōu)點(diǎn)有能量密度高、比沖大、構(gòu)造簡(jiǎn)單、推力可調(diào)節(jié)和可以多次點(diǎn)火啟動(dòng)等,同時(shí)純金屬粉末作為燃料使得發(fā)動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)存和使用更加安全,燃料成本也大大減少。金屬粉末燃料供應(yīng)系統(tǒng)對(duì)金屬燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響很大。本文設(shè)計(jì)了一種新型的金屬燃料供應(yīng)系統(tǒng),使用鼓泡流化床將燃料流態(tài)化,通過調(diào)節(jié)流化氣入口的壓力來控制燃料質(zhì)量流量。首先使用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent V.14.5.0對(duì)燃料供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。通過數(shù)值模擬,得到了質(zhì)量流量曲線,分析了燃料供應(yīng)系統(tǒng)的流場(chǎng),為接下了的燃料供應(yīng)試驗(yàn)研究提供了理論基礎(chǔ)。之后通過數(shù)值模擬的方法對(duì)燃料質(zhì)量流量的調(diào)節(jié)方法進(jìn)行了檢驗(yàn),使用數(shù)據(jù)擬合的方法得到了質(zhì)量流量-壓力關(guān)系式,結(jié)果表明本文提出的金屬燃料質(zhì)量流量調(diào)節(jié)方法在理論上可行。針對(duì)本文提出的金屬粉末燃料供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套試驗(yàn)系統(tǒng),本系統(tǒng)通過使用一個(gè)高精度的質(zhì)量傳感器對(duì)燃料儲(chǔ)罐進(jìn)行稱量,能夠得到固相燃料的瞬時(shí)質(zhì)量流量,并且燃料供應(yīng)系統(tǒng)的收集罐能夠模擬真實(shí)情況中燃燒室的高壓環(huán)境。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的金屬粉末燃料供應(yīng)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地供應(yīng)燃料,并且試驗(yàn)具有很好的可重復(fù)性。通過進(jìn)行燃料質(zhì)量流量調(diào)節(jié)試驗(yàn),能夠證明本文提出的金屬燃料質(zhì)量流量調(diào)節(jié)方法在實(shí)際中是可行的。
【圖文】：

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文公司的 Loftus H.等人[16]使用高氯酸銨/鋁粉末對(duì)粉末推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)概念的行了探索研究。所使用的燃料供應(yīng)系統(tǒng)如圖 1.1 所示，粉末燃料放置在燃料儲(chǔ)罐擠壓粉末燃料，同時(shí)在活塞頭部裝有多孔板，流化氣經(jīng)過多孔板進(jìn)入儲(chǔ)罐將燃通過對(duì)比活塞的移動(dòng)距離與冷流試驗(yàn)時(shí)得到的燃料質(zhì)量流量來確定點(diǎn)火試驗(yàn)時(shí)量流量。試驗(yàn)表明，這種結(jié)構(gòu)的供應(yīng)系統(tǒng)受流化氣與燃料的混合比影響，會(huì)出應(yīng)口堵塞從而使燃燒不穩(wěn)定的現(xiàn)象。對(duì)于點(diǎn)火試驗(yàn)，當(dāng)使用的鋁粉顆粒粒徑較更穩(wěn)定。

圖 1.2 鋁氧金屬粉末燃料供應(yīng)系統(tǒng)示意圖[17]深空探測(cè)技術(shù)手段的不斷提高，R.A.Rhein[1和火星的大氣中航行的航行器。主要研究火星大氣模擬中的點(diǎn)火溫度，并且得出了結(jié)論。們?cè)O(shè)計(jì)出了使用火星上大氣中大量二氧化碳器，1993 年，E Ia Shafirovich 等人[19]設(shè)計(jì)了統(tǒng)，比較了不同金屬以及金屬和氫的化合物最大但是其可燃性比較差，最后發(fā)現(xiàn)使用S.Goroshin 等人[20]在比較了多種推進(jìn)系統(tǒng)方金屬燃料供應(yīng)系統(tǒng)如圖 1.3 所示，使用活塞節(jié)開口大小的流化氣入口，流化氣同時(shí)作為入燃燒室。這套燃料供應(yīng)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定供應(yīng)人[21]對(duì)鎂-二氧化碳渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了研
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V439

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2664704