活塞式供粉装置中进气流量对粉末流化输送特性的影响

针对粉末发动机中活塞式燃料供给系统,设计一种内置进气通道式供粉装置。基于欧拉-欧拉双流体模型,在气体-粉末-运动壁面多个物理耦合作用下,开展进气流量对粉末流化和输送特性的数值仿真研究。研究结果表明:气固分界面主要在进气口上部波动;随进气流量的增加,气相作用范围和粉末层(粉末体积分数ε_(p)=0.1)面积增大,不同进气流量下的拟颗粒温度峰值主要存在两相喉道附近,锥形收敛段头部位置和两相喉道处的气固两相速度随进气流量增大而增大,粉末面平均体积分数随进气流量增大而降低;当流量比为0.10%时,出口处的粉末在输送后期会发生突喷现象,且粉末储箱内压力出现明显的跃升和骤降,当流量比为0.33%时,出口粉末流量波动和粉末储箱内压力波动相对稳定,当流量比为0.56%~1.25%时,出口粉末流量和粉末储箱内压力分别表现出相似的波动规律,但波动幅度较大。研究结果为发展高效的粉末输送装置提供了理论参考。

内置进气式粉末供给装置高压流化输送特性的数值分析

针对粉末发动机中活塞驱动式燃料供给系统,设计了一种内置进气式供粉装置。基于欧拉-欧拉双流体模型,通过用户自定义函数实现活塞运动,建立了气体-粉末-活塞相互作用计算模型,开展了不同储箱内初始工作压力(0.6、1.2、1.8、2.4、3.0、3.6 MPa)对粉末燃料供给特性的数值研究。结果表明:不同初始工作压力下的气固分界面主要在进气口附近波动。随初始工作压力增大,粉末流量波动幅度降低,稳定输送阶段内的平均粉末流量更接近理论值,粉末层(粉末体积分数为0.1)面积波动幅度降低;在两相喷管喉道截面,固相平均体积分数随初始工作压力增大而增大,但拟颗粒温度的波动幅度随之减小。初始工作压力为3.6 MPa时的储箱内压力相比0.6 MPa能维持更长时间稳定,压力波动幅度降低了59.1%。