本文關(guān)鍵詞：單推-3凝膠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程研究

  更多相關(guān)文章： 凝膠推進(jìn)劑 單推-3 數(shù)值模擬 線性分析 催化床

【摘要】：凝膠推進(jìn)劑是一種新型的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑,由于兼具固體推進(jìn)劑和液體推進(jìn)劑的優(yōu)點(diǎn),從而在未來(lái)的航空航天領(lǐng)域有很好的發(fā)展及應(yīng)用前景。本文以此為背景,從兩個(gè)方面對(duì)凝膠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程進(jìn)行了研究,首先對(duì)凝膠推進(jìn)劑的射流破碎穩(wěn)定性進(jìn)行線性分析,然后采用Fluent軟件對(duì)單推-3凝膠推進(jìn)劑在燃燒室內(nèi)的工作過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,主要內(nèi)容如下：建立了冪律流體射流破碎的軸對(duì)稱數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)出了它的色散方程,進(jìn)行了時(shí)間模態(tài)下的穩(wěn)定性分析。結(jié)果表明,表面波最大增長(zhǎng)率及波數(shù)會(huì)隨著射流速度與環(huán)境氣體動(dòng)態(tài)粘度的增加而增加,隨著表面張力、射流半徑、邊界層厚度、冪律指數(shù)的增加而減小,因此改變相關(guān)的條件就可以增加射流的不穩(wěn)定性,從而有利于其破碎與霧化。搭建了射流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),進(jìn)行了凝膠模擬液射流破碎的實(shí)驗(yàn),將最大表面擾動(dòng)波的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)理論計(jì)算的結(jié)果偏大,但是隨著射流速度的增加,差異逐漸減小。通過(guò)Fluent軟件對(duì)凝膠單推-3推進(jìn)劑在燃燒室內(nèi)的工作過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。并且討論了不同參數(shù)對(duì)于燃燒室內(nèi)部壓力、溫度及組分濃度等流場(chǎng)特性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),催化床的長(zhǎng)度越短,因氨分解率的降低,燃燒室的溫度反而較高,壓力也隨之升高。而固定催化床的長(zhǎng)度,氨氣的分解率會(huì)隨著質(zhì)量流率的增加而降低,從而使燃燒室溫度及壓力升高。推進(jìn)劑溫度從300C升高到900C時(shí),氨氣的分解率會(huì)稍微提高,燃燒室壓力溫度也會(huì)略微下降。多孔介質(zhì)區(qū)域孔隙率的減小,會(huì)使催化床的壓力損失增加,從而使燃燒室的溫度下降。另外,推進(jìn)劑與催化床間的相互作用,如滲透率,對(duì)反應(yīng)特性也有相當(dāng)重要的影響。
【關(guān)鍵詞】：凝膠推進(jìn)劑 單推-3 數(shù)值模擬 線性分析 催化床
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V430
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 引言9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究綜述10-19
• 1.2.1 流體射流破碎10-12
• 1.2.2 凝膠推進(jìn)劑研究12-15
• 1.2.3 凝膠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)近年發(fā)展15-16
• 1.2.4 燃燒室工作過(guò)程數(shù)值模擬16-19
• 1.3 本文主要內(nèi)容19-20
• 2 物理及數(shù)學(xué)模型20-34
• 2.1 物理模型20-22
• 2.2 射流破碎線性模型的建立22-26
• 2.2.1 射流的速度分布22-24
• 2.2.2 線性破碎模型的建立24-26
• 2.3 燃燒室內(nèi)工作過(guò)程數(shù)學(xué)模型26-33
• 2.3.1 控制方程26-29
• 2.3.2 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型29-30
• 2.3.3 噴霧液滴相關(guān)公式30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 3 凝膠推進(jìn)劑射流破碎線性分析及實(shí)驗(yàn)研究34-46
• 3.1 射流破碎線性分析34-39
• 3.1.1 不同參數(shù)對(duì)射流破碎穩(wěn)定性的影響34-38
• 3.1.2 穩(wěn)定性特征曲線38-39
• 3.2 凝膠射流破碎實(shí)驗(yàn)及對(duì)比39-44
• 3.2.1 凝膠模擬液的制備39-40
• 3.2.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備40-42
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析42-44
• 3.3 本章小結(jié)44-46
• 4 燃燒室內(nèi)工作過(guò)程數(shù)值模擬46-72
• 4.1 燃燒室基本參數(shù)確定46-48
• 4.2 網(wǎng)格及其邊界條件48-50
• 4.3 數(shù)值模擬結(jié)果與討論50-70
• 4.3.1 多孔介質(zhì)的影響概述50-51
• 4.3.2 催化床長(zhǎng)度對(duì)燃燒室內(nèi)參數(shù)的影響51-60
• 4.3.3 推進(jìn)劑溫度對(duì)燃燒室內(nèi)參數(shù)的影響60-64
• 4.3.4 推進(jìn)劑流量對(duì)燃燒室內(nèi)參數(shù)的影響64-68
• 4.3.5 孔隙率對(duì)燃燒室內(nèi)參數(shù)的影響68-70
• 4.4 本章小結(jié)70-72
• 5 總結(jié)與展望72-74
• 5.1 全文總結(jié)72-73
• 5.2 展望73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 附錄81

【相似文獻(xiàn)】

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