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推进技术2024年第11期:不同燃烧室结构下的碳/空气两相旋转爆轰发动机数值研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:祝文超;宋玉;王宇辉;王健平;张国庆;

单位:北京化工大学机电工程学院;北京大学工学院;北京理工大学宇航学院;

摘要:气固两相旋转爆轰发动机的研究有望提高固体冲压发动机的推进性能。由于实验的局限性,燃烧室内的颗粒分布和流场结构等在很大程度都是未知的。本文以常温条件的碳/空气作为推进剂,对不同当量比下的环形和空心燃烧室进行了三维数值模拟研究。气相化学反应模型采用层流有限速率模型,碳燃烧采用多表面反应模型,颗粒直径为1μm。结果表明:空心燃烧室内未完全燃烧的颗粒数量增加,接触面发生褶皱且波后无低温条带;在环形燃烧室中,爆轰波与燃烧室壁面的相互碰撞产生新的爆轰波,而空心燃烧室的新爆轰波是由燃烧室下游激波对撞后形成的高压区产生的。相比于环形燃烧室,空心燃烧室内爆轰波的压力偏低,颗粒的燃烧效率降低,相同燃料与空气流量条件下发动机的推力下降且更加不稳定。

关键词:旋转爆轰发动机;;空心燃烧室;;环形燃烧室;;数值模拟;;爆轰波

基金资助:中央高校基本科研业务费专项资金(buctrc201913)~~