【摘要】：實(shí)驗(yàn)研究了質(zhì)量流率對(duì)旋轉(zhuǎn)爆震波傳播速度的影響,結(jié)果表明:對(duì)于給定幾何結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī),存在一個(gè)臨界質(zhì)量流率,當(dāng)質(zhì)量流率小于該值時(shí),旋轉(zhuǎn)爆震波的速度較低且存在較大隨機(jī)性;當(dāng)質(zhì)量流率大于臨界值時(shí),旋轉(zhuǎn)爆震波的速度變化趨勢(shì)與CJ爆震理論一致。針對(duì)低質(zhì)量流率工況下出現(xiàn)的較大速度虧損現(xiàn)象,提出了兩種導(dǎo)致該現(xiàn)象的可能機(jī)制,即燃燒室發(fā)生聲學(xué)耦合燃燒和燃燒產(chǎn)物在爆震波到達(dá)之前與反應(yīng)物充分混合,進(jìn)一步分析對(duì)比了這兩種機(jī)制,分析結(jié)果表明,兩種假設(shè)都能夠較好解釋低質(zhì)量流率下爆震波的較大速度虧損現(xiàn)象,但燃燒室發(fā)生聲學(xué)耦合燃燒的假設(shè)更符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【圖文】：

１７８６逡逑工程熱物理學(xué)報(bào)逡逑３８卷逡逑大工況下，實(shí)驗(yàn)所測(cè)速度與ＣＪ速度的比值，，圖中方逡逑框里的數(shù)字為空氣質(zhì)量流率，單位為ｇ／Ｓ。從圖３（ａ）逡逑可以看出空氣質(zhì)量流率在７５．４邋ｇ／ｓ以下時(shí)，實(shí)驗(yàn)所逡逑測(cè)爆震的速度遠(yuǎn)低于相應(yīng)的ＣＪ爆震速度，與燃燒逡逑產(chǎn)物的聲速相近。比較不同質(zhì)量流率下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，逡逑發(fā)現(xiàn)在質(zhì)量流率低于７５．４邋ｇ／ｓ時(shí)，爆震波速的變化逡逑隨著質(zhì)量流率的增加并不明顯，即使對(duì)ＣＪ爆震速逡逑度影響最大的當(dāng)量比因素，實(shí)驗(yàn)所測(cè)的爆震波速也逡逑對(duì)其變化不敏感，呈現(xiàn)出較大的隨機(jī)性。而對(duì)于質(zhì)逡逑量流率較大的情況，實(shí)驗(yàn)所測(cè)速度的趨勢(shì)則與ＣＪ爆逡逑震速度一致，如圖３（ｂ）所示。在質(zhì)量流率達(dá)到８４．２９逡逑ｇ／ｓ時(shí)，實(shí)驗(yàn)所測(cè)爆震波速度較大，特別是質(zhì)量流率逡逑超過(guò)１００邋ｇ／ｓ以后，爆震波的波速基本不變，即混合逡逑物的初始?jí)毫?duì)爆震波速影響不大，并且實(shí)驗(yàn)所測(cè)逡逑速度隨著當(dāng)量比的增加而增加，與ＣＪ爆震速度一逡逑致，表明燃燒室內(nèi)波的性質(zhì)與真正意義上的爆震波逡逑類似。因此，在質(zhì)董流率較低時(shí)，雖然也能觀察到燃逡逑（ａ）低質(zhì)量流率逡逑（ａ）邋Ｃａｓｅｓ邋ｏｆ邋ｌｏｗ邋ｍａｓｓ邋ｆｌｏｗ邋ｒａｔｅ逡逑（ｂ）高質(zhì)量流率逡逑（ｂ）邋Ｃａｓｅｓ邋ｏｆ邋ｈｉｇｈ邋ｍａｓｓ邋ｆｌｏｗ邋ｒａｔｅ逡逑圖３實(shí)驗(yàn)所測(cè)速度與ＣＪ速度比值逡逑Ｆｉｇ．邋３邋Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ邋ｏｆ邋ｍｅａｓｕｒｅｄ邋ｗａｖｅ邋ｓｐｅｅｄｓ邋ｗｉｔｈ邋ＣＪ邋ｓｐｅｅｄｓ逡逑１８５０邋Ｉ邐■邐■■柋邐ｉ邐ｉ邐■邐ｉ邐■邐ｉ邐■邐ｉ邐＿逡逑０．０邐０．５邐１．０邐１．５邐２．０邐２．５邐３．０逡逑Ｐｒｅｓｓｕｒｅ／１０５邋Ｐａ逡逑（ａ）爆震波速度與初始溫度、壓力變化

００邋Ｋ－邋－邋４００邋Ｋ－邋？邋？邋－５００邋Ｋ－邋－６００邋Ｋ逡逑－７００邋Ｋ…８００邋Ｋ邋９００邋Ｋ逡逑－３０．７８．邋３９．７０邋ａ邋４８．６２ｔ邋５７．５３逡逑？邋６６．４５？邋７５．３７逡逑１０００邐＞邐１邐ｉ邐１邐１邐１邐１邐１逡逑０．５邐１．０邐１．５邐２．０邐２．５逡逑Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ邋ｒａｔｉｏ逡逑（ｃ）反應(yīng)物與產(chǎn)物體積比為３：２逡逑（ｃ）邋Ｖｏｌｕｍｅ邋ｒａｔｉｏ邋ｏｆ邋ｒｅａｃｔａｎｔｓ邋ａｎｄ邋ｐｒｏｄｕｃｔｓ邋３：２逡逑圖５不同混合比例下，ＣＪ速度與實(shí)驗(yàn)所測(cè)速度對(duì)比逡逑Ｆｉｇ．邋５邋Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ邋ｏｆ邋ＣＪ邋ｓｐｅｅｄｓ邋ａｎｄ邋ｍｅａｓｕｒｅｄ邋ｗａｖｅ邋ｓｐｅｅｄｓ逡逑ａｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｍｉｘｉｎｇ邋ｒａｔｉｏｓ逡逑的。但爆震波自持傳播需要滿足一定的幾何條件，即逡逑幾何結(jié)構(gòu)尺寸需與反應(yīng)物的胞格寬度滿足一定的比逡逑值關(guān)系，在具有側(cè)向膨脹、邊界層以及擴(kuò)張面的情逡逑況下，該比值要求更嚴(yán)格。一般情況下，爆震波的胞逡逑格尺寸通常為誘導(dǎo)區(qū)的幾十倍，利用Ｎｇ［１３］提出的逡逑半經(jīng)驗(yàn)胞格尺寸計(jì)算公式，可計(jì)算出相應(yīng)工況下反逡逑應(yīng)物的胞格寬度。圖６為初壓為１０００００邋Ｐａ、初溫分逡逑別為３００邋Ｋ、５００邋Ｋ、７００邋Ｋ、９００邋Ｋ情況下，燃燒產(chǎn)逡逑物與反應(yīng)物以２：３比例混合后的胞格尺寸計(jì)算值。逡逑２０００逡逑１８００逡逑ｇ邋１６００逡逑§邐１４００逡逑＞逡逑１２００逡逑１０００0３逡逑——３００邋Ｋ－－逡逑－４００邋Ｋ－…逡逑？５００邋Ｋ－邋－？邋６００邋Ｋ逡逑——７００邋Ｋ－…逡逑－８００邋Ｋ－－－逡逑９００邋Ｋ逡逑■邋３０．７

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2 黃s

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