旋流燃烧室对固体燃料冲压发动机药柱表面传热以及燃速的影响

论文摘要

为研究旋流燃烧室对固体燃料冲压发动机(SFRJ)药柱表面传热以及燃速的影响,以高密度聚乙烯(HDPE)为燃料,对旋流和无旋工况下的固体燃料冲压发动机进行了连管实验研究,并且编制了二维轴对称湍流燃烧仿真程序,采用流固耦合传热的方法以及非定常时间推进方式,对实验工况进行了数值模拟。结果表明:①药柱表面热流密度对燃速有显著影响,在回流区与附着点处,药柱表面的对流换热能力要明显优于再发展区;②在旋流工况下,在离心力与切向速度的作用下,使热解产物在药柱表面附近区域停留时间更长,有助于热解产物的充分反应,并且明显增强药柱表面对流换热能力,与无旋工况相比,提高幅度可达100%,并且在旋流工况下发动机可更快建立自持燃烧;③通过实验研究发现,旋流的引入提高发动机的燃速有积极作用,增幅可达26%,但会导致固体燃料冲压发动机补燃室压强出现周期性振荡。

论文目录

• 1 SFRJ连管实验装置
•   1.1 NACA翼片式旋流器
•   1.2 实验系统与实验发动机
• 2 控制方程及数值计算方法
•   2.1 气相控制方程
•   2.2 固相控制方程及分解燃烧模型
• 3 数值格式及算例验证
•   3.1 球头激波诱导燃烧算例
•   3.2 冲压发动机算例验证
• 4 实验结果分析
•   4.1 燃速分析
•   4.2 燃烧室压强分析
• 5 数值模拟结果分析
•   5.1 流场特性分析
•   5.2 燃速与传热特性分析
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李唯暄,陈雄,周长省,MUSA Omer

关键词: 旋流,固体燃料冲压发动机,流固耦合传热,对流换热,燃速

来源: 航空动力学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程,动力工程

单位: 南京理工大学机械工程学院

基金: 预先研究项目

分类号: V435.1;V235.21

DOI: 10.13224/j.cnki.jasp.2019.04.023

页码: 937-949

总页数: 13

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