氧化剂中氧含量对气液两相旋转爆轰影响的数值模拟和实验研究

为研究氧化剂中氧含量对气液两相旋转爆轰波起爆与传播特性的影响,以汽油为燃料,富氧空气为氧化剂,开展数值模拟和实验研究,模拟了气液两相旋转爆轰波的形成过程,获得了稳定旋转爆轰流场结构,分析了不同氧含量下爆轰波起爆与传播特性。计算结果表明,稳定旋转爆轰流场由爆轰波、斜激波、爆轰产物及其间断面、预混燃料层以及爆轰产物与燃料层之间的接触面等复杂波系组成;当氧化剂中氧含量偏低,预混燃料反应活性偏低,爆轰波难以起爆,当氧含量增加至30%时,才能形成自持传播的爆轰波,随着氧含量的增加,燃烧强度增加,爆轰压力、温度及爆轰波速度均增加;当氧气含量进一步增加到40%时,虽然成功起爆,但爆轰波最终以双波对撞模态传播,爆轰压力和速度有所降低。实验结果显示:在当前模型下,气液两相旋转爆轰波起爆条件更加苛刻,当氧化剂中氧气质量含量增加至37%时,才能形成自持传播的爆轰波,起爆后爆轰波以双波对撞模态传播。