發(fā)布時間：2017-10-07 21:03

  本文關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機推力性能研究

  更多相關(guān)文章： 旋轉(zhuǎn)爆震 燃燒室長度 噴管 推力 雙波模態(tài)

【摘要】：旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機(Rotating Detonation Engine, RDE)在未來推進領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景,近年來得到了世界各國的廣泛關(guān)注。本文通過實驗和數(shù)值模擬,開展了旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機工作性能的研究。為了研究燃燒室長度、噴管、拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)尺寸、入口質(zhì)量流量以及當量比等因素對旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機(RDE)推力和比沖的影響,設(shè)計了RDE推力測試臺,以環(huán)形燃燒室內(nèi)徑和外徑分別為70mmm和80mm的RDE作為實驗?zāi)Ｐ?以氫氣和空氣分別作為燃料和氧化劑,使用高能火花塞直接點火,并用壓電式力傳感器測量推力。采用7組分8步基元反應(yīng)模型,對真實情況下氫氧分開噴注的的旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機開展三維數(shù)值模擬工作,并將計算結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比分析。實驗和數(shù)值模擬結(jié)果表明：(1)燃燒室長度對發(fā)動機推力性能的影響比較有限,但是對發(fā)動機穩(wěn)定工作的工況范圍卻有著很大的影響。(2)存在一個最佳當量比范圍,使發(fā)動機推力性能達到最佳。(3)入口質(zhì)量流量的增大,會使發(fā)動機推力和比沖一直保持近似線性增大的趨勢。(4)拉瓦爾噴管對發(fā)動機推力性能的提升潛力最大。在能夠保證發(fā)動機穩(wěn)定工作的前提下,拉瓦爾噴管喉部寬度越小,對發(fā)動機推力性能的提升越大。針對于不同的入口質(zhì)量流量,選擇合適的噴管擴張比,將會對發(fā)動機推力性能產(chǎn)生很大的影響。(5)較小喉部寬度的噴管和較大的入口質(zhì)量流量是促使雙波模態(tài)產(chǎn)生的兩個很重要的因素。發(fā)動機工作在雙波模態(tài)時,會大大減小發(fā)動機推力偏心。
【關(guān)鍵詞】：旋轉(zhuǎn)爆震 燃燒室長度 噴管 推力 雙波模態(tài)
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V235.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-23
• 1.1 研究背景和意義13
• 1.2 旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機基本概念及發(fā)展歷程13-18
• 1.2.1 旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機基本概念及工作原理13-14
• 1.2.2 旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3 發(fā)動機推力測試方法18-21
• 1.3.1 直接測量法18-19
• 1.3.2 推力壁壓力積分法19-20
• 1.3.3 彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)法20
• 1.3.4 拋物擺法20-21
• 1.4 本文主要工作內(nèi)容21-23
• 2 實驗系統(tǒng)及數(shù)值方法介紹23-30
• 2.1 實驗系統(tǒng)介紹23-26
• 2.1.1 推力測試臺23-24
• 2.1.2 模型發(fā)動機24
• 2.1.3 推進劑供給系統(tǒng)24-25
• 2.1.4 控制和采集系統(tǒng)25
• 2.1.5 推力測試的誤差分析25-26
• 2.2 數(shù)值方法及物理模型介紹26-28
• 2.2.1 物理模型與計算方法介紹26-28
• 2.2.2 比沖計算方法28
• 2.3 小結(jié)28-30
• 3 燃燒室長度對旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機(RDE)推力性能的影響30-46
• 3.1 實驗過程分析30-32
• 3.2 燃燒室長度對RDE穩(wěn)定工作工況范圍的影響32-34
• 3.3 當量比對不同燃燒室長度的RDE推力性能的影響34-36
• 3.4 入口質(zhì)量流量對不同燃燒室長度的RDE推力性能的影響36-40
• 3.5 數(shù)值模擬結(jié)果分析40-45
• 3.5.1 流場結(jié)構(gòu)分析40-41
• 3.5.2 燃燒室長度對RDE工作性能的影響41-45
• 3.6 小結(jié)45-46
• 4 噴管對旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機(RDE)推力性能的影響46-68
• 4.1 實驗過程分析46-48
• 4.2 當量比對安裝不同噴管的RDE推力性能的影響48-52
• 4.3 入口質(zhì)量流量對安裝不同噴管的RDE推力性能的影響52-55
• 4.4 發(fā)動機工作模態(tài)的轉(zhuǎn)變55-57
• 4.5 數(shù)值模擬結(jié)果分析57-67
• 4.5.1 噴管對RDE工作性能的影響57-62
• 4.5.2 雙波的產(chǎn)生及其對發(fā)動機工作性能的影響62-67
• 4.6 小結(jié)67-68
• 5 拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)參數(shù)對旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機(RDE)推力性能的影響68-82
• 5.1 拉瓦爾噴管喉部寬度對RDE推力及比沖的影響69-71
• 5.2 拉瓦爾噴管擴張比對RDE推力及比沖的影響71-73
• 5.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析73-81
• 5.3.1 拉瓦爾噴管喉部寬度對RDE工作性能的影響73-77
• 5.3.2 拉瓦爾噴管擴張比對RDE工作性能的影響77-81
• 5.4 小結(jié)81-82
• 6 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 本文工作總結(jié)82-83
• 6.2 本文創(chuàng)新點83
• 6.3 未來展望83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻85-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果及參與項目說明91
• 1. 論文91
• 2. 參與項目91

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本文編號：990039