煤油燃料旋转爆轰波起爆与传播特性实验研究

为研究煤油燃料旋转爆轰波的起爆与传播特性,开展气体-液体两相旋转爆轰发动机实验研究。旋转爆轰发动机环形燃烧室内径120 mm、外径153 mm、长240 mm,煤油为燃料、富氧空气为氧化剂,通过氢气/氧气微小型脉冲爆轰发动机进行点火;基于燃烧室内的高频压力,分析气体-液体两相旋转爆轰波的起爆过程、传播特性以及发动机的工作特性。实验结果表明:混合物的反应活性至关重要,当氧化剂中氧含量偏低时,混合物反应活性低,旋转爆轰波将无法起爆,直至氧含量增加到39.2%,才能形成自持传播的爆轰波;爆轰波成功起爆后均以双波对撞模态传播,波速为815~920 m/s;在贫油条件下,爆轰波传播速度随着当量比提高呈增加趋势;当空气质量流量大于822 g/s时,发动机基本以缓燃形式工作。

气相爆轰波起爆与传播机理研究进展

对近年来气相爆轰起爆及传播在数值模拟和实验方面的研究工作进行了综述,结合作者近几年在这一领域开展的工作,评述了目前的研究热点和难点,简要指出了未来的研究方向。着重介绍了黏性扩散、详细化学反应机理、爆轰胞格不稳定性在爆轰起爆和传播理论和计算研究中的作用,以及爆轰波传播过程中实验技术和理论预测模型的进展。

气相规则胞格爆轰波起爆与传播统一框架的几个关键基础问题研究

本文综并分析了气规则胞格爆轰在起爆与传播方面研究进展,合高温气体动力学重实验室在爆轰物理方面研究工作,进一步研究了气规则胞格爆轰起爆几个关键础问.这些础问由一个制:非性传播/化学反应过程互作用制;两个本过程:热起爆和化学反应带过程;三个关键物理状态:平衡传播状态、临界起爆状态和稳定胞格尺度等六个关键要组成,是统一框架主要本元.通过六个型物理算例,本文研究了这些关键物理要内在制、表现特征及其客观存在性.应用气规则爆轰起爆与传播统一框架,我们成功地释了目前已有经爆轰理论、应用CFD技获多维爆轰计算和实验研究观察到胞格爆轰图像合理性及其依据关键物理要.

气固两相粉末燃料爆轰及其推进应用研究进展

粉末燃料因其能量密度高、稳定性好等优势,作为爆轰推进动力系统的燃料或添加剂,具有广阔的应用前景。根据气固两相粉末爆轰的燃料种类进行分类,并以指导粉末爆轰推进技术应用为导向,回顾粉末燃料在氧化剂氛围以及气体燃料/氧化剂氛围中起爆特性和传播特性的国内外研究进展,并对二者进行理论和工程技术的研究归纳,概括影响气固两相爆轰起爆和传播特性的因素以及重要的研究结论。从应用前景、推进性能、难点与挑战等角度对两相爆轰发动机研究进行综述,在总结发动机数值和实验研究现状的基础上,对未来需要开展的研究工作进行展望。

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。