激波誘導點火由于能夠充分利用激波獨特的動力學特性,對于研究預混可燃氣體點火及燃燒波傳播過程具有顯著優(yōu)勢。在激波誘導點火研究中,平面激波誘導點火由于實驗上較為容易通過激波管實現(xiàn)而受到廣泛應用。通過開展平面激波誘導點火相關研究,可以對預混可燃氣體的化學反應動力學過程,特別是點火延時特性等機理認識提供可靠依據(jù)。截至目前,平面激波誘導點火的研究相對較為成熟,本文關注的是激波誘導點火的另一形式——匯聚激波誘導點火。與平面激波不同,匯聚激波在匯聚過程中,隨著波面面積的減小,激波強度不斷增加,激波波后可構建氣體狀態(tài)參數(shù)連續(xù)變化的流場,利用這種熱力環(huán)境連續(xù)變化的特點,可望為參數(shù)變化劇烈的點火與火焰?zhèn)鞑サ臋C理揭示提供一種新的途徑。基于以上考慮,本文開展了以下幾方面的工作:首先,本文提出一種實現(xiàn)匯聚激波誘導點火的新方案。該方案依據(jù)激波動力學理論設計管道構型以求最大程度減弱激波匯聚過程中產(chǎn)生的擾動,從而構建理想的點火環(huán)境,并且通過改變相應參數(shù)可以對該點火環(huán)境進行有的放矢的控制。對于該研究方案,實驗結果驗證了其可行性,而實驗與準一維歐拉數(shù)值計算結果吻合較好則進一步說明點火及火焰?zhèn)鞑ミ^程具有良好的一維特征,表明... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１激波誘導點火??就前人的研究而言，平面激波誘導點火由于實驗上較為容易通過激波管實現(xiàn)??［２＿９］

ｙ?＝?（１?＋?ｙ〇Ｍ〇）?－?（ｙ〇Ｍ＾）ｘ?１．５??式中ｙ為比熱比，燃燒波相對于波前氣體運動馬赫數(shù)。如圖１．２所示，在ｘ－??ｙ狀態(tài)平面上，丨．５式定義了跨過燃燒波從初始狀態(tài)（１，】）到終態(tài)（ｘ，ｙ）的直線，稱??為Ｒａｙｌｅｉｇｈ線，Ｒａｙｌｅｉｇｈ線的斜率為－直接與燃燒波運動馬赫數(shù)Ｍ〇相關。??另一方面，將１．４式改寫為：??，．２＿?１?＾ｉ－＾ｏ??Ｕ〇?—?￣??Ｐｏ?Ｖ〇?－?ｖｘ??和：??２?＾?Ｐｉ－Ｐ〇??Ｕｌ＿＾＾??帶入丨．３式能量方程中消去速度項可得：??＾１?－?（＾０?＋?＾?（Ｐ１?－?＾ｏ）（ｖｏ?＋?ｕｉ）??又量熱完全氣體狀態(tài)方程可以表示為：??ｈ＝丄?ｆ?１．７??Ｋ－ｌ?Ｐ??將１．７式帶入１．６式并無量綱化后得到：??（ｙ?＋?ａ）（ｘ?—?ａ）?＝?ｐ?１．８??其中：??７ｉ?－?１??ａ?＝????Ｋｉ?＋?１??ｇ?－又１?＿?１?，〇?＋?ｌ?＿?７ｉ?￣?１??＿?ｙｉ?＋?１?Ｖｏ?￣?１?＋?１?Ｐ〇ｖ〇??在ｘ－ｙ狀態(tài)平面，１．８式定義的曲線如圖１．２實線所示，被稱為Ｒａｎｌｄｎｅ－Ｈｕｇｏｎｉｏｔ??曲線，獲得一定熱量ｑ的氣體的終態(tài)必將落在該曲線上。而對于某一特定燃燒??波

恒定熱力學狀態(tài)氣體中燃燒波傳播獲得充分認識的基礎年最先關注氣體熱力學狀態(tài)連續(xù)變化的點火環(huán)境中燃燒ｏｖｉｃｈ之后，大量學者對此開展了進一步研宄工作。２０００對已有研究成果進行了階段性的概括總結［７８］。之后ＣｌａＶｉｎ［７一步理論分析，并且?Ｋａｐｉｌａ１８１１、Ｓｈａｒｐｅ?ａｎｄ?Ｓｈｏｒｔ＾、Ｌｉｂｅｒ、兩步以及詳細化學反應機理開展了進一步數(shù)值討論。對化點火環(huán)境中燃燒波的傳播，前人的研宄表明，需要考察波。一類是由化學反應動力學過程決定的自發(fā)燃燒波。Ｚｅｌ燃氣體熱力學狀態(tài)沿空間連續(xù)變化將導致氣體的點火敏感空間發(fā)生變化，因此繼最�。撄c發(fā)生點火后，將形成以速播的自發(fā)燃燒波。該自發(fā)燃燒波作為相波理論上速度可程中，其速度將取決于空間點火環(huán)境。更具體的，如果間狀態(tài)，反應進程參數(shù)Ｘ取不同值對應的時空軌跡（具體）將表征不同相的自發(fā)燃燒波。另一方面，不同屬性的氣

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]燃燒加熱污染組分對高超氣動/推進性能影響研究[D]. 劉坤偉.中國科學技術大學 2016



本文編號：3472944