為研究撞擊式噴嘴凝膠自燃推進(jìn)劑著火及火焰特性,在單噴嘴矩形燃燒室內(nèi)進(jìn)行了凝膠一甲基肼/四氧化二氮（MMH/NTO）噴霧燃燒過程試驗(yàn)研究。試驗(yàn)采用撞擊角為75°、90°、105°的兩股互擊式噴嘴和撞擊角為90°的兩股燃料撞擊一股氧化劑（F-O-F）、兩股氧化劑撞擊一股燃料（O-F-O）三股互擊式噴嘴,首先結(jié)合高速攝影與紋影技術(shù)拍攝了燃燒過程紋影圖像,隨后采用高速攝影直接拍攝了燃燒過程火焰自然輻射發(fā)光圖像。通過圖像處理,提取了火焰著火距離、火焰軸向傳播速度、火焰夾角以及反應(yīng)距離,并分析了噴嘴類型、燃料射流速度的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,凝膠MMH/NTO燃燒主要發(fā)生在液膜破碎成液絲之后,射流速度越快,燃?xì)鈹U(kuò)散速度越快;凝膠MMH/NTO推進(jìn)劑采用撞擊角為105°的兩股互擊式噴嘴時(shí)著火距離最短;凝膠MMH/NTO著火時(shí)火焰軸向傳播速度隨燃料射流速度增加而增加,撞擊角為90°時(shí)火焰沿噴注面下游傳播速度較快;凝膠MMH/NTO穩(wěn)態(tài)燃燒時(shí)火焰夾角隨燃料射流速度增加而增加,反應(yīng)距離隨燃料射流速度增加而減小,其中撞擊角為90°的兩股互擊式噴嘴火焰夾角最大,撞擊角為105°的兩股互擊式噴嘴反應(yīng)距離最短。 

【文章來(lái)源】：航空學(xué)報(bào). 2020,41(01)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

單噴嘴矩形燃燒室

互擊式噴嘴示意圖

試驗(yàn)首先采用反射式平行光紋影法拍攝凝膠MMH/NTO燃燒條件下的紋影圖像，如圖3所示。整個(gè)系統(tǒng)參考“Z”形布置減小軸外光線成像的影響，其中背景點(diǎn)光源由氙燈（ZOLIX公司生產(chǎn)，功率為500 W）發(fā)出的光通過小孔獲得，透鏡采用兩個(gè)直徑為100mm的凹透鏡，其中一個(gè)用于形成平行光照明試驗(yàn)擾動(dòng)區(qū)，另一個(gè)將像聚焦到接收裝置上，像接收裝置采用Phantom V12型黑白高速相機(jī)，拍攝時(shí)相機(jī)速率為5 000frame/s，圖像分辨率為800 pixel×600pixel，曝光時(shí)間為1μs，通過實(shí)際標(biāo)定，實(shí)際尺寸與像素點(diǎn)之比為0.132mm/pixel。隨后關(guān)閉背景光源，采用Phantom V640型彩色高速相機(jī)直接拍攝了凝膠MMH/NTO燃燒時(shí)的火焰自然輻射發(fā)光圖像，拍攝時(shí)相機(jī)速率為5 000frame/s，圖像分辨率為1 280pixel×800pixel，曝光時(shí)間為50μs，通過實(shí)際標(biāo)定，實(shí)際尺寸與像素點(diǎn)之比為0.132mm/pixel。試驗(yàn)共采用了撞擊角為75°、90°、105°的兩股互擊式噴嘴和O-F-O、F-O-F類型三股互擊式噴嘴，單噴嘴的試驗(yàn)工況如表1所示，每次試驗(yàn)點(diǎn)火時(shí)間為3s，穩(wěn)態(tài)燃燒時(shí)間為2s。試驗(yàn)時(shí)流量采用科氏力流量計(jì)測(cè)量，壓力通過壓力傳感器測(cè)量，所有測(cè)量設(shè)備在試驗(yàn)前均經(jīng)過專業(yè)機(jī)構(gòu)鑒定并在有效期內(nèi)，符合測(cè)量要求。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3237687