發(fā)布時(shí)間：2017-12-18 08:28

  本文關(guān)鍵詞：某型號(hào)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)尾噴管熱問題的研究

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【摘要】：長(zhǎng)尾噴管是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中最關(guān)鍵的部件之一,其內(nèi)部工質(zhì)為高溫高壓高度流動(dòng)的燃?xì)?所以它的工作條件極其惡劣。在工作時(shí),高溫燃?xì)庀驀姽軞んw傳送大量熱量,嚴(yán)重影響了長(zhǎng)尾噴管殼體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,并且噴管殼體溫度的升高還會(huì)影響長(zhǎng)尾噴管外部電子器件的正常工作,同時(shí)由于傳熱產(chǎn)生的熱損失還會(huì)影響到固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)總體的性能指標(biāo)。另一方面,近些年來(lái)隨著固體推進(jìn)劑技術(shù)的不斷發(fā)展,一種在推進(jìn)劑中加入金屬粉末的高能復(fù)合推進(jìn)劑得到了廣泛的應(yīng)用,但是金屬粉末在燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量的固體或者液體顆粒,這使得長(zhǎng)尾噴管在工作時(shí)內(nèi)部形成了復(fù)雜的氣體顆粒兩相流動(dòng)。顆粒相的存在使得長(zhǎng)尾噴管的傳熱條件更加惡化,所以有必要對(duì)于長(zhǎng)尾噴管熱分析問題以及氣體顆粒兩相流動(dòng)問題進(jìn)行詳細(xì)的研究。本章研究對(duì)象為某型號(hào)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)用長(zhǎng)尾噴管,主要做了如下工作:(1)介紹了一種噴管熱防護(hù)模型,并利用CFD元件FLUENT對(duì)該模型內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值仿真計(jì)算和分析,利用數(shù)值仿真與工程計(jì)算相結(jié)合的方法設(shè)計(jì)了長(zhǎng)尾噴管熱防護(hù)層,該方法相對(duì)于傳統(tǒng)方法而言有著更大的優(yōu)勢(shì);(2)對(duì)于噴管整體熱防護(hù)模型進(jìn)行了純氣相數(shù)值仿真計(jì)算,驗(yàn)證了數(shù)值仿真與工程計(jì)算相結(jié)合的方法的可靠性,計(jì)算表明噴管熱防護(hù)層受熱最嚴(yán)重的為喉部和收縮段部分,這是在長(zhǎng)尾噴管熱防護(hù)中應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的。(3)利用雙流體模型對(duì)長(zhǎng)尾噴管的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了氣體顆粒兩相流數(shù)值仿真計(jì)算,結(jié)果表明隨著加入顆粒相直徑的減小和顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加,在長(zhǎng)尾噴管中燃?xì)怦R赫數(shù)降低,溫度升高,其中長(zhǎng)尾噴管的喉部和擴(kuò)張段受到顆粒相更大的影響。(4)對(duì)于噴管整體熱防護(hù)模型進(jìn)行了氣體顆粒兩相流仿真計(jì)算,結(jié)果表明,隨著顆粒相的加入熱防護(hù)層各個(gè)部分的溫度明顯升高,尤其是在長(zhǎng)尾噴管喉部和擴(kuò)張段,溫度升高已經(jīng)影響到了噴管的正常工作,所以在進(jìn)行熱防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)顆粒相是不可忽視的。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V435

【相似文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：1303502