低压环境下热薄固体燃料表面火焰传播实验研究

本文在地面环境和不同环境压力下,对热薄燃料表面的火焰传播进行了实验研究。结果表明在低压下火焰传播的速度对环境压力敏感,即火焰传播速度随着压力的降低而降低。在较高压力下火焰传播速度对环境压力不敏感,即火焰传播速度几乎不随着压力变化。在上述实验结果基础上,本文对热薄固体燃料表面在不同环境压力下的火焰传播机理进行了分析。

微重力下薄燃料表面火焰传播的地面窄通道模拟

对微重力下薄燃料表面逆风火焰传播的地面窄通道模拟,进行了量纲分析,并通过火焰传播图像记录进行了实验验证．结果表明,减小实验段特征尺寸可以实现微重力燃烧的地面模拟．在各种氧气浓度条件下,竖直和水平窄通道内的火焰传播速度随气流速度的变化趋势完全不同,而且,水平窄通道可以有效限制自然对流,而竖直窄通道较难．当通道高度增大时,竖直和水平窄通道中,火焰传播速度和吹熄极限速度都不同程度地增大,这是热损失减小、火焰面遇见的气流速度减小以及自然对流速度增大3个因素的综合结果．对于水平窄通道,1cm是一个可以定性模拟微重力下自然对流的尺寸．对于竖直窄通道,则需要高度更小的窄通道来限制自然对流．

不同重力环境下辐射加热材料表面着火特性分析

研究外界辐射加热下，不同重力环境中热薄燃料的着火特性．探讨了重力、环境氧浓度、环境压力及外界辐射强度对着火的影响．结果表明，随着重力的变化，存在不同的着火机制．在微重力和在高的环境氧浓度中，材料的着火延迟时间变短．压力减小，着火延迟时间增大．随着辐射强度的增大，着火延迟时间变小．

表面辐射热损失对微重力静止环境下火焰传播特性的影响

采用数值模拟方法研究了静止微重力环境中,表面辐射热损失对燃料表面火焰传播特性的影响以及表面辐射和压力对火焰传播特性的共同影响。结果表明,随着表面辐射增大,火焰传播速度减小,在考虑表面辐射后,随着压力的增大,火焰传播速度增大。采用无量纲参数分析了表面辐射对火焰传播速度的影响,进一步阐明了微重力环境下的火焰传播机理。