粉末爆轰发动机压差式供给系统工作特性研究

本文建立了一套压差式粉末燃料供给系统,通过对流化腔压力、主气路压力、流化气质量流量以及粉末供给质量等数据的实时监测,探究了在不同活塞速度、不同压差下,该供粉系统对于煤粉燃料的工作过程及供粉特性的影响,并且推导了煤粉/氮气的气固两相壅塞流量的半经验公式。得出以下结论:当粉末供给系统的供粉过程处于稳定供粉阶段时,整个供粉系统可以实现对粉末爆轰发动机燃料的稳定输送;随着供粉流量的增加,气固两相流通过音速喷嘴喉部时气相流通面积逐渐减小导致流化腔压力升高;通过不断的减小压差,证明了流化气总压为3 MPa,活塞速度为10 mm/s,主气路总压从1 MPa上升至2.5 MPa过程中气固两相流均处于壅塞状态;根据流化气总压3 MPa的实验结果拟合得到的气固两相声速公式和壅塞流量半经验公式在流化气总压4 MPa时得到了进一步实验验证。因此,该拟合公式适用于压差式粉末供给系统的燃料输送过程中,对煤粉/氮气气固两相壅塞流量的预测计算。

Al/AP粉末火箭发动机推力调节性能试验

基于气压驱动活塞、气体夹带颗粒输运的粉末供给方式,通过调节驱动气量和流化气量,改变粉末推进剂质量流率。采用40μm Al粉和100μm AP粉末分别作为燃料和氧化剂,对Al/AP粉末火箭发动机进行变推力点火试验。结果表明,随着粉末火箭发动机燃烧室压强的升高,Al/AP粉末的燃烧效率不断增加,燃烧效率最高可达到86.7%;在变推力调节阶段,AP粉末流量转调时间为1.1 s,Al粉末的流量转调时间为1.7 s;在喷管喉径为8 mm且氧燃比不变的情况下,推力调节比能达到1∶2.94,可实现粉末火箭发动机对推力调节的需求。