本文關(guān)鍵詞：纖維素基凝膠推進(jìn)劑性能測(cè)試與數(shù)值模擬研究

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【摘要】：利用兩親性纖維素—羧甲基纖維素硝酸酯（CMCN）作為凝膠劑，通過工藝研究與配方優(yōu)化，制備了幾種燃速可控的凝膠推進(jìn)劑；論文利用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)雙股射流撞擊的霧化形貌進(jìn)行計(jì)算，通過數(shù)值模擬結(jié)果與真實(shí)霧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)和分析，研究了雙股撞擊霧化形貌產(chǎn)生的機(jī)理。內(nèi)容主要如下： 1、通過將含能液體組分與具有兩親性的纖維素混合醚酯CMCN按照一定的比例混合，，并按照特定工藝順序加入不同種類不同含量的助劑，配制成具有一定力學(xué)性質(zhì)的纖維素基高燃速凝膠推進(jìn)劑，得到了7MPa下燃速范圍在10~25mm/s系列可控凝膠推進(jìn)劑體系。研究采用水下聲發(fā)射法和能量理論計(jì)算等方法對(duì)所制備的凝膠推進(jìn)劑的燃速、燃燒火焰和燃燒過程、能量特征參數(shù)進(jìn)行研究與分析，同時(shí)對(duì)所得到的凝膠推進(jìn)劑進(jìn)行了摩擦感度及撞擊感度的研究與分析，結(jié)果表明，所得到的凝膠推進(jìn)劑理論比沖250s，燃燒溫度25003500K。 2、凝膠推進(jìn)劑體系安全性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在擺角66°，壓力2.45MPa條件下，摩擦感度小于15%；在10kg重錘撞擊下，125.86cm高度，爆炸概率20%；穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明變稀剪切應(yīng)力30Pa，體系在670g離心力作用下30min，推進(jìn)劑液體析出率小于3%，同時(shí)沒有固體沉析物出現(xiàn)。 3、通過試驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算模擬方法的對(duì)比研究，對(duì)凝膠推進(jìn)劑模擬液的雙股撞擊霧化形貌進(jìn)行分析研究。試驗(yàn)?zāi)M中采用高壓輸送系統(tǒng)與高速攝影技術(shù)相結(jié)合的方法對(duì)高速射流進(jìn)行形貌捕捉，數(shù)值模擬以N-S方程（Navier-Stokes方程）和VOF（流體體積函數(shù)）方程為基本控制方程，采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型（標(biāo)準(zhǔn)湍流動(dòng)能-黏性耗散率模型）進(jìn)行計(jì)算（時(shí)間步長(zhǎng)為0.000001秒）。通過對(duì)雙股撞擊霧化形貌模擬和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性,并對(duì)試驗(yàn)?zāi)M進(jìn)行了細(xì)致分析。結(jié)果表明，數(shù)值計(jì)算分析方法可以對(duì)短暫的實(shí)驗(yàn)瞬間進(jìn)行細(xì)致入微的觀察和研究，能夠展現(xiàn)肉眼及高速相機(jī)無法捕捉的視場(chǎng)信息。 4、在數(shù)值模擬和雙股撞擊霧化實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，本實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)與試制了小型霧化設(shè)備，為后續(xù)的點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)及深入研究奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V51

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號(hào)：1171870