旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機（Rotating Detonation Engine,簡稱RDE）是一種基于爆震的新型推進裝置,具有放熱快、熱循環(huán)效率高、結(jié)構(gòu)簡單的特點,成為近年研究熱點。本文在氣相非預(yù)混RDE中進行實驗,并結(jié)合數(shù)值模擬,對RDE中火焰與壓力波的傳播特性進行研究。實驗中,通過改變反應(yīng)物當(dāng)量比、質(zhì)量流率、燃燒室長度、燃燒室環(huán)縫寬度、尾噴管構(gòu)型及氧化劑噴注面積等因素,并通過開展長程實驗,得到了不穩(wěn)定工作模態(tài)和穩(wěn)定工作模態(tài),結(jié)合離子信號、壓力信號和高速攝影圖片,對不同工作模態(tài)下的火焰與壓力波進行分析。數(shù)值模擬中,采用了 4種不同構(gòu)型的尾噴管,分析了不同質(zhì)量流率下,RDE的內(nèi)流場結(jié)構(gòu)和工作特性。結(jié)果表明:點火階段,外壁面和內(nèi)壁面火焰發(fā)展快于中間火焰,在隨后的雙波對撞過程中,火焰與壓力波先解耦再稱合。熄火階段,離子信號峰值、壓力峰值及壓力波的傳播速度逐漸降低,火焰與壓力波耦合傳播一段時間后解耦熄火。軸向脈沖爆震模態(tài)下,壓力波沿軸向做高頻周期性運動,向RDE出口傳播時,壓力波強度逐漸衰減,向燃燒室入口傳播時,壓力波強度先衰減,在入口附近增強。燃燒室長度增加后,軸向脈沖爆震的頻率有所降低。在當(dāng)量比較... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２Ｃ－Ｊ理論

波簡化為一個含化學(xué)反應(yīng)的一維定常傳播的強間斷面，忽略了波的結(jié)構(gòu)，是理想的定??常爆震理論。??ＺＮＤ?（Ｚｅｌｄｏｖｉｃｈ－Ｎｅｕｍａｎｎ－Ｄｏｅｒｉｎｇ）理論誕生于２０世紀(jì)４０年代，圖１．３是該理論??的示意圖，圖中給出了溫度、壓力和密度曲線，可以看出：爆震波由前導(dǎo)激波和緊隨??其后的燃燒波耦合組成，激波前后存在較大梯度。前導(dǎo)激波壓縮反應(yīng)工質(zhì)，使其溫度、??壓力和密度大幅上升，經(jīng)過感應(yīng)區(qū)的誘導(dǎo)后發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)釋放的熱量??又為激波的傳播提供能量雖然ＺＮＤ模型仍然是簡單的層流結(jié)構(gòu)，但已包含了點火、??傳播和熄滅機制，部分熱量、動量損失現(xiàn)象得以解釋。??ｔ?Ｐ爆震區(qū)??＾?澈波??：ｕａ?Ｍｍ?Ｔ??｜?Ａ?—／?｜??Ｉ７＊????ｌ／Ａ—＇??＾＿＿＿＿?爆燃區(qū)?感應(yīng)區(qū)反應(yīng)達＿?ｐ??；?７７＾?！￣ｒ?２?ｒＴ??ｉ／ｐ??圖１．２Ｃ－Ｊ理論?圖１．３?ＺＮＤ理論??２０世紀(jì)五六十年代，涌現(xiàn)出了大量的爆震實驗研宄，研宄結(jié)果表明：化學(xué)反應(yīng)區(qū)??２??

ＲＤＥ應(yīng)用于吸氣式發(fā)動機中是可行的。??？１＇〇１〇￥等［２７］以外徑為４０６ｍｍ，環(huán)縫寬２５ｍｍ的大尺寸ＲＤＣ為研究對象，實驗系統(tǒng)??實物如圖１．５所示，研宄不同ａｉｒ進氣環(huán)縫寬度（２＿、５ｍｍ、１５ｍｍ）對ＲＤＷ傳播特??性的影響，結(jié)果表明：隨著ａｉｒ進氣環(huán)縫寬度的增加，燃燒室內(nèi)的爆震波波頭數(shù)從４個??逐漸減少到１個，最終轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向脈沖爆震。此外，還考慮了出口阻塞比對發(fā)動機推??進性能的影響。？１￣〇１〇￥［２８］對燃燒室環(huán)縫寬２３ｍｍ的非預(yù)混ＲＤＥ進行三維數(shù)值計算，在??該ＲＤＥ模型的壓縮機和燃燒室入口之間及燃燒室出口和渦輪之間都加上了隔離段，實??現(xiàn)了ＲＤＣ和渦輪組合的可行性驗證，結(jié)果表明隔離段的加入能減小燃燒室內(nèi)爆震波的??傳播對上游進氣結(jié)構(gòu)及下游渦輪的影響，與爆燃相比，爆震使總壓提高約１５％。??Ｄｕｂｒｏｖｓｋｉ＾［２９＾Ｈ２／ａｉｒ組合為反應(yīng)物，設(shè)置來流馬赫數(shù)為５．０、飛行高度為２０ｋｍ??的外部工況條件進行數(shù)值模擬

【參考文獻】：
期刊論文
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