发动机燃烧室热防护系统电弧加热直连式试验技术

基于原有的电弧加热直连式试验燃烧室性能测试平台,阐述了结合燃油燃烧试验方法,发展了对主动和被动热防护冲压发动机燃烧室热防护性能进行长时间考核的新方法。根据主动冷却燃烧室的试验要求,改进燃油供给控制系统,使其在出口管路压力升高时能长时间稳定供给燃油;采用B型热电偶、隔热毡和高温合金钢卡环安装方法对燃烧室外壁面温度进行接触式测量,获取燃烧室的温度分布;采用轴向不限位的支撑和位移传感器测量燃烧室的轴向变形情况。通过以上3方面的测量技术创新,燃烧室热防护性能考核的电弧加热直连式试验技术能够对发动机燃烧室热防护性能进行千秒量级的考核,并且能够长时间获取燃烧室的燃油供给量、壁面温度分布和轴向变形等数据。

基于小尺度实验的燃料蒸气-空气预混气体泄爆动力学研究

利用体积为2 L的亚克力材质容器搭建了小尺度可燃气体泄爆实验系统,基于小尺度实验开展了不同泄爆面积条件下的石油燃料蒸气-空气预混气体泄爆过程研究,获得了典型开口率条件下的内外场超压随时间的动态变化特征,分析了开口率对超压及火焰参数的影响,并对泄爆模式进行了分类。研究结果显示:(1)在不同泄爆系数条件下,石油燃料蒸气-空气预混气体的泄爆模式包括泄爆失败诱导的封闭燃烧、泄爆成功诱导的射流燃烧、泄爆成功诱导的外部爆炸,三种泄爆模式的内外场超压-时间动态曲线、超压峰值、火焰传播速度、火焰传播距离均具有显著差异,且小尺度实验与中尺度实验中均出现破膜超压峰值、火焰射流超压峰值、外部爆炸超压峰值Δp_(1)、Δp_(2)、Δp_(3);(2)当泄爆系数Kv≤39.68时,内场最大超压峰值、外场轴向最大超压峰值、最大火焰传播速度、轴向火焰传播距离均随着Kv的增大而增大,径向火焰传播距离随着Kv的增大而减小;(3)当Kv≤4.41时,外场轴向和径向最大超压峰值分别由外部爆炸引起(Δp3(ver)和Δp3(hor)),当7.94≤Kv≤39.68时,外场轴向和径向最大超压分别由火焰射流冲击和泄爆膜破裂引起(Δp_(2(ver))和Δp_(1(hor)));(4)泄爆成功和泄爆失败的临界泄爆系数在Kv=39.68和Kv=158.74之间,发生外部爆炸和射流燃烧的临界泄爆系数在Kv=4.41和Kv=7.94之间。