【摘要】：鑒于超燃沖壓的工作原理,提出了一種在固體火箭發(fā)動機尾噴管內(nèi)噴入新鮮空氣,與富含H2、C0以及金屬添加物的燃氣等可燃物質(zhì)進一步燃燒的思路。對于超音速條件下的燃燒問題,燃料與空氣的充分混合是其提高燃燒效率的關鍵性問題之一。為此,有必要采用實驗方法和數(shù)值模擬的方法對其進行研究。設計實驗方案,對超音速噴管的射流摻混進行冷態(tài)實驗研究。通過拉瓦爾噴管設計理論設計主流噴管和射流噴管分別模擬超音速飛行下尾噴管燃氣和空氣射流,并進一步設計實驗臺、壓力測試方案和供氣系統(tǒng)。紋影實驗可以清晰地觀察到流場的結構,包括激波、膨脹波、壓縮波以及滯止區(qū)域的位置。根據(jù)射流摻混深度分析可知主流壓力的減小和射流壓力的增大都能提高射流摻混效果。根據(jù)實驗結果確定數(shù)值模擬模型,進一步分析射流入射總壓、射流寬度、射流入射位置以及入射角度等四個參數(shù)對摻混的影響,并對噴管內(nèi)的燃燒進行探索性研究。研究表明:射流入射總壓和射流寬度的增大都可以提高摻混效果和燃燒效率,總壓損失系數(shù)變化較小,在一定范圍內(nèi),射流入射位置靠近出口,摻混效果和燃燒效率都會降低,總壓損失系數(shù)變化較小,而減小入射角度可以明顯增加摻混和燃燒效率,但是總壓損失系數(shù)也會明顯增大。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V435
【圖文】：

產(chǎn)生的效果。Ｊ．Ａ．ＳｃｈｅｔＺ等人提出一種氣動斜坡組織形式，這種噴注方式會在下游產(chǎn)逡逑生一個背風區(qū)域，非常適合點火裝置的安放［４１］。譚大剛等人設計了一種氣動斜坡注射逡逑器，如圖１．１所示，通過設計噴孔的入射角度和位置分布形成氣動斜坡。并研宄了其逡逑在摻混，火焰穩(wěn)定方面的作用，研宄表明：與直噴方案相比摻混效率提高，對主流的逡逑影響效果更小，總壓恢復系數(shù)更高［４２］。逡逑一夕—ｒ逡逑＿＿＿邋Ｍ邋■－；：？．邋ｊ邐ｊ逡逑卜３．．．邐（？）逡逑一ｙｉ－－邐－—邋邐！逡逑圖１．１邋一種氣動斜坡的布置方案逡逑噴孔形狀可以產(chǎn)生擾動增強摻混，因此有必要進行研宄。Ｓｃｈａｄｏｗ等人研宄了祁有逡逑圓噴孔和圓形噴孔對混合流場的影響。研宄表明，橢圓形噴孔的性能優(yōu)于圓形噴孔，逡逑起到更好的摻混效果＾３］。Ｓａｄａｔａｋｅ邋Ｔｏｍｉｏｋａ設計一種菱形噴嘴，以一定偏轉角和噴射＇逡逑角度向超音速流場中噴注燃料，獲得最佳射流穿透深度和混合效果。通過這種設計可逡逑以在較小的動壓比下獲得更深的穿透深度［４４］。逡逑凹腔可以成為自激蕩的有效裝置，增加超音速氣流的摻混。鐘戰(zhàn)等人研宄了單凹逡逑腔和并聯(lián)凹腔兩種凹腔布置方案

圖３．１．邋１變截面一維等熵流動模型逡逑流動的控制方程組為：逡逑ｍ邋＝邋ｐＶＡ邋＝邋Ｃｏｎｓｔ逡逑ｄｎ邋＋邋ｐＶｄＶ邋＝邋０逡逑ｐｆ邋１邐＼ｄ邋ｈ＋－Ｖ２邋＝０逡逑ｌ邋ｌ邋２邋Ｊ逡逑：逡逑Ｐ邋＝邋ｐＲＴ：逡逑＼ｈ邋＝邋ｃｐＴ逡逑Ｗ。面變化ｄＡ來表示�？紤]截面積變化對流速的影

ｐ－的影響公式：逡逑Ｔ邋＼－Ｍ２邋Ａ逡逑的影響公式：逡逑ｄａ邐ｄＡ逡逑數(shù)的影響公式：逡逑＋邐ｄＡＭ邋—邐Ｍ２－ｌ邐＇邋Ａ逡逑流動的分析和計算逡逑面之后使管道擴張，則當管道出口界面處的動能從聲速流變?yōu)槌曀倭�。這種先收斂后斂后擴張的管道形狀是從初始亞聲速流獲得超幾何條件。逡逑0＾逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2769203