本文關(guān)鍵詞：固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽流凝聚相顆粒分析研究

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【摘要】：固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽流中凝聚相顆粒是引起煙霧等特征信號(hào)的主要原因之一,經(jīng)分析凝聚相顆粒的主要成分為未完全燃燒的碳和金屬氧化物顆粒、包覆層顆粒以及冷凝的水滴等。煙霧顆粒的大小和濃度影響著各種光學(xué)信號(hào)的穿透能力,和煙霧的擴(kuò)散速度,會(huì)衰減武器系統(tǒng)的制導(dǎo)信號(hào)。因此研究人員提出了多種方式來(lái)對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽流中的凝聚相顆粒進(jìn)行分析研究。目前常見(jiàn)的收集/測(cè)量羽流中凝相顆粒的方法包括機(jī)械法與光電法。機(jī)械法指的是通過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械接觸的方法,對(duì)凝聚相顆粒進(jìn)行收集/測(cè)量;光電法指的是通過(guò)光學(xué)散射或高速攝影等方法,不實(shí)際接觸凝聚相顆粒,通過(guò)光學(xué)的方法對(duì)凝聚相顆粒進(jìn)行測(cè)量。固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的凝聚相顆粒對(duì)煙霧信號(hào)和燃燒性能測(cè)試有重大意義,因此,為了分析研究固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)凝聚相顆粒分布情況,本文進(jìn)行了多方面的理論和試驗(yàn)研究,主要研究工作為:1.由于機(jī)械法測(cè)量固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)凝聚相顆粒尺寸分布最主要的問(wèn)題是改變了流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)和顆粒的狀態(tài),收集到的顆粒和羽流中的實(shí)際狀態(tài)不同。為了解決捕捉顆粒在羽流狀態(tài)下的粒徑分布,且不破壞流場(chǎng)結(jié)構(gòu),以便可以同時(shí)進(jìn)行光電法和機(jī)械法的測(cè)量,以及捕捉羽流中小顆粒的存在,設(shè)計(jì)了一套羽流顆粒多級(jí)濾網(wǎng)收集/測(cè)量系統(tǒng)。并利用該套裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量,再進(jìn)行激光粒度分析測(cè)量驗(yàn)證,得到了可信的數(shù)據(jù)結(jié)果。2.基于MALVERN激光粒度分析儀SPRAYTEC設(shè)計(jì)了羽流凝聚相顆粒實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),利用該套系統(tǒng)對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽流里的凝聚相顆粒粒度分布進(jìn)行了實(shí)時(shí)粒度分布檢測(cè),得到了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽流凝聚相顆粒產(chǎn)物粒度分布數(shù)據(jù)。其產(chǎn)物中的顆粒粒度分布均呈現(xiàn)多峰值分布狀態(tài),凝聚相顆粒產(chǎn)物的粒徑范圍多在10-250μm,這些檢測(cè)結(jié)果為進(jìn)一步的羽流信號(hào)特征分析及燃燒分析等提供了相關(guān)的數(shù)據(jù)支持。3.利用FLUENT等CFD仿真軟件,以某型號(hào)姿軌態(tài)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為原型,模擬帶有凝聚相顆粒的燃?xì)馔ㄟ^(guò)噴管,進(jìn)入多級(jí)濾網(wǎng)的腔體,穿過(guò)多級(jí)濾網(wǎng)的過(guò)程。通過(guò)多孔介質(zhì)進(jìn)行模擬濾網(wǎng),對(duì)多級(jí)濾網(wǎng)收集裝置的工作過(guò)程進(jìn)行了模擬分析。
【關(guān)鍵詞】：固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 粒度分布 粒度測(cè)量 粒子收集 數(shù)值模擬
【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】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V435
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展11-21
• 1.2.1 機(jī)械法凝相顆粒的收集與測(cè)量11-15
• 1.2.2 光電法凝相顆粒的收集與測(cè)量15-18
• 1.2.3 羽流凝聚相顆粒的特征預(yù)估18-19
• 1.2.4 本文的研究任務(wù)19-21
• 第2章 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)凝聚相顆粒分布規(guī)律理論研究21-35
• 2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)計(jì)算21-22
• 2.2 經(jīng)驗(yàn)公式的系數(shù)計(jì)算22-24
• 2.3 用Householder變換法解矛盾方程組24-28
• 2.4 含碳凝聚相顆粒的形成機(jī)理28-30
• 2.5 含碳顆粒的光學(xué)特性常數(shù)30
• 2.6 凝聚相顆粒輻射的吸收、散射公式30-34
• 2.7 本章小結(jié)34-35
• 第3章 數(shù)值計(jì)算仿真35-48
• 3.1 控制方程35-41
• 3.2 計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分41-42
• 3.3 邊界條件設(shè)置42-43
• 3.4 計(jì)算結(jié)果分析43-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 羽流顆粒多級(jí)濾網(wǎng)收集/測(cè)量系統(tǒng)48-54
• 4.1 裝置原理48
• 4.2 多級(jí)濾網(wǎng)收集/測(cè)量系統(tǒng)裝置48-49
• 4.3 多級(jí)濾網(wǎng)測(cè)量/收集系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果49-51
• 4.4 濕法激光粒度分析51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 燃?xì)饽巯嗟膭?dòng)態(tài)激光粒度測(cè)試54-70
• 5.1 激光粒度分析儀測(cè)試方法原理54
• 5.2 顆粒的大小及平均尺寸54
• 5.3 測(cè)試?yán)碚摶A(chǔ)（激光散射理論）54-58
• 5.4 試驗(yàn)結(jié)果處理與結(jié)果表述58-59
• 5.5 發(fā)動(dòng)機(jī)噴喉羽流顆粒粒度測(cè)量結(jié)果59-63
• 5.6 激光粒度分析儀與多級(jí)濾網(wǎng)混合測(cè)量63-69
• 5.7 本章小結(jié)69-70
• 總結(jié)和展望70-72
• 1 總結(jié)70-71
• 2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-74
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單74-75
• 致謝75

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本文編號(hào)：868841