新型两阶段点火系统对稀燃效率的影响

基于自行开发的两阶段点火系统,采用准纳秒级伏安特性测试和发动机试验,研究了系统的放电特性、各阶段能量分配规律和在稀燃工况下的表现.结果表明:该系统放电过程主要由击穿阶段、高功率阶段和辉光阶段构成;高功率阶段可在持续时间约为20,μs内释放150~550,m J能量,约占整体释放能量的80%,~90%,,且受到气压变化的影响较小;击穿阶段持续时间约为10,ns,能量占比小于1%,,击穿能量随气压升高而增加;发动机对比测试显示两阶段点火可以使稀燃边界从过量空气系数φa=1.36提升至φa=1.70;结合稀薄燃烧,与普通点火相比相对热效率可提升最高10%.

粒度对HMX撞击感度的影响

采用12型工具法对炸药粒度与HMX(Cyclotetramethylenetetranitramine,奥克托今)撞击感度的关系进行了研究,并对撞击起爆机理进行了分析和探讨。结果表明:HMX炸药粒度对撞击感度有显著影响,且随着炸药粒度的增大,其撞击感度呈增大趋势。点火阶段对撞击起爆过程起决定性作用,影响点火阶段的因素就是决定其撞击感度高低的关键因素。晶体内部的活性中心是炸药受撞击时的起爆点,而且大晶粒炸药中更易形成优先点火的活性中心。

低温燃料化学特性对湍流预混火焰传播的影响

大分子碳氢燃料的低温化学反应及两阶段点火特性会显著影响火焰的分区及燃烧情况。本文采用数值模拟的方法探究了正庚烷/空气预混混合气在RATS燃具上的湍流火焰传播,与试验结果具有一致性。模拟使用的是44种物质,112步的正庚烷简化动力学机理。使用Open FOAM的reacting Foam求解器建立了简化模拟流道及出口的三维模型,模拟了在大气环境下,初始反应温度450–700 K、入口速度6 m·s^(-1)与10 m·s^(-1)、焰前流动滞留时间100 ms及60 ms、当量比φ=0.6的正庚烷/空气混合气湍流火焰燃烧情况。结果发现,标准化湍流燃烧速度与混合气初始温度以及流动滞留时间有关。在低温点火阶段,正庚烷氧化程度受到初始温度与速度的影响,燃料分解并在预热区中产生大量中间物质如CH_2O,继而会影响湍流火焰燃烧速度。随着初始反应温度的升高,湍流燃烧火焰逐渐由化学反应冻结区过渡到低温点火区;温度超过一定数值后,燃料不再发生低温反应,此时燃烧位于高温点火区域。