燃油霧化和蒸發(fā)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)和液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中,燃燒不穩(wěn)定性的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程中的重要影響因素,也是燃燒不穩(wěn)定性研究中的一個(gè)重要的主動(dòng)控制手段。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)和液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制過(guò)程中,會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題,尤其是燃燒不穩(wěn)定性（combustion instability）問(wèn)題。燃燒不穩(wěn)定性問(wèn)題是這些發(fā)動(dòng)機(jī)的研制中制約發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一大主要因素。燃燒不穩(wěn)定性可以根據(jù)燃燒室內(nèi)壓力震蕩的頻率劃分,震蕩頻率在1000 Hz以上的不穩(wěn)定燃燒稱為高頻燃燒不穩(wěn)定性。這種頻率下的不穩(wěn)定燃燒,經(jīng)常導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)部件嚴(yán)重的振動(dòng)和熱負(fù)荷增加,可在很短的時(shí)間內(nèi)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成明顯的破壞,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅。解決燃燒不穩(wěn)定性問(wèn)題是研制新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)和液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的主要課題之一。本研究旨在分析和研究高頻聲振蕩下航空煤油和乙醇噴霧的宏觀特性,為燃燒不穩(wěn)定性研究中壓力振蕩對(duì)噴霧作用機(jī)理的研究提供理論依據(jù)。搭建聲振蕩對(duì)噴霧特性影響研究的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架,設(shè)計(jì)和搭建臺(tái)架中的燃油噴射模塊、圖像攝取模塊和聲振蕩模塊。獲得不同條件下的噴霧圖像后,利用MATLAB對(duì)采集到的圖像進(jìn)行處理,提取和分析相關(guān)數(shù)據(jù)。通過(guò)多閾值圖像法分析... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

燃燒不穩(wěn)定性對(duì)推力燃燒室的破壞Fig.1-1Damagecausedbycombustioninstability

圖 1-2 燃燒不穩(wěn)定性反饋簡(jiǎn)圖[9]Fig. 1-2 Combustion instability feedback diagram室的壓力振蕩頻率和激發(fā)機(jī)理，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒不穩(wěn)定性可分為>1000 Hz）、中頻燃燒不穩(wěn)定性（200 Hz~1000 Hz）和低頻燃 Hz）[9]。其中高頻燃燒不穩(wěn)定性又被稱為聲學(xué)不穩(wěn)定性，它的頻燃燒不穩(wěn)定性的產(chǎn)生是由于燃燒過(guò)程和燃燒室聲學(xué)特性的耦定性發(fā)生時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)有劇烈的機(jī)械振動(dòng)，可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)者導(dǎo)管的損壞。同時(shí)，由于燃?xì)鉄後尫怕实牟痪鶆蛐詫?dǎo)致局部部件的熱負(fù)荷增加，造成燒蝕。根據(jù)聲學(xué)特性，高頻燃燒不穩(wěn)型、切向振型和組合振型。切向燃燒不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致保護(hù)室可在很短的時(shí)間內(nèi)（不到 1 s）將燃燒室頭部燒毀。燒不穩(wěn)定性的影響

Chehroudi等[24]建立了亞臨界-超臨界噴射實(shí)驗(yàn)臺(tái)，如圖1-3所示，并將聲場(chǎng)導(dǎo)入定容彈，如圖1-4所示。他們將低溫液氮噴射至環(huán)境溫度以及壓力為1.46MPa,2.48 MPa和4.86 MPa條件下的定容彈中。這些壓力分別對(duì)應(yīng)亞臨界、近臨界和超臨界條件。結(jié)果顯示，液氮射流在低速條件和近臨界條件下，聲場(chǎng)對(duì)其影響最大。圖1-3 亞臨界-超臨界噴霧實(shí)驗(yàn)臺(tái)[24]Fig. 1-3 Sub- to super-critical jet injection test bench

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]壓力振蕩環(huán)境下液滴蒸發(fā)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性研究[J]. 尹婷,吳高楊,聶萬(wàn)勝.  火箭推進(jìn). 2015(04)
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[3]低頻壓力振蕩環(huán)境下靜止液滴蒸發(fā)過(guò)程的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型[J]. 蘇凌宇,劉衛(wèi)東.  推進(jìn)技術(shù). 2010(03)
[4]乙醇液滴蒸發(fā)過(guò)程對(duì)壓力振蕩動(dòng)態(tài)響應(yīng)的試驗(yàn)研究[J]. 蘇凌宇,于江飛,劉衛(wèi)東.  推進(jìn)技術(shù). 2009(03)
[5]液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性CFD分析[J]. 莊逢辰,趙文濤,劉衛(wèi)東,鄒勤,聶萬(wàn)勝.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2001(01)
[6]振蕩環(huán)境下推進(jìn)劑液滴亞臨界蒸發(fā)響應(yīng)特性[J]. 劉衛(wèi)東,周進(jìn),王振國(guó).  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2001(01)

博士論文
[1]液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性理論、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 黃玉輝.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2001

碩士論文
[1]基于卡門(mén)渦街的聲場(chǎng)與噴霧特性研究[D]. 王巖.浙江大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3505650