文档介绍：固体燃料冲压发动机工作过程研究指导教师:武晓松教授作者:夏强南京理工大学年博士学位论文
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研究生签名:—丝勉驯年歹月日∥,年箩月日声明学位论文使用授权声明本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在已在论文中作了明确的说明。南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅研究生签名:
摘要压发动机具有比冲高、结构简单等特点,在超声速导弹和增程炮弹方面具有广阔应用前烧和内流场特性及其影响因素进行了深入系统地研究,为固体燃料冲压发动机的研制奠诠烫迦剂铣逖狗⒍谌忌盏氖的D庋芯浚肗忌帐夷诘牧鞒〗峁埂近年来,固体燃料冲压发动机备受世界各国关注,与其它发动机相比,固体燃料冲景。本文以小径固体燃料冲压发动机增程炮弹为应用背景,以计算流体动力学软件为工具,结合理论分析、数值模拟和实验等手段,对固体燃料冲压发动机的燃定理论和实验基础。本文主要工作如下:一、利用二维轴对称猄方程对唇口前缘钝化的小口径超声速弹用进气道内外复杂流场进行了数值模拟,湍流模型弧炅椒匠棠P停蹈袷轿R唤子绺袷健K得流场结构清晰,获得了在设计马赫数下不同外罩唇口前缘钝化半径对进气性能参数的影响。结果表明:在唇口前缘钝化半径合理/%那榭鱿拢赖奈榷üぷ范围变宽,总压恢复系数提高,唯一不利因素为进气道总阻力有所增大。然而,当唇口前缘钝化半径过大镅%保刍娇谇霸荡Σ牡退偾垢矫娌惚涞煤芎瘢进气道内流场结构造成严重影响,进气道的稳定工作范围迅速变窄。二、利用三维雷诺平均猄方程,在不同攻角和来流马赫数条件下,对带侧向支柱的某小径固体燃料冲压增程弹用混压式进气道的内外复杂流场数值模拟,并完成了风洞实验,得到了不同状态下进气道的纹影图片、沿程静压分布及进气道出苎变化规律。数值模拟所得流场结构与风洞实验纹影图一致,所测静压与总压数据和计算值吻合良好,从而验证了数值模拟的可靠性。结果表明,所设计的弹用超声速轴对称混压式进气道在设计状态和非设计状态苡行Чぷ鳎⑶以伍。~5姆段诰哂辛己玫墓ソ翘匦浴=莱隹诼砗帐嘉.,能够满足小口径固体燃料冲压发动机燃烧室对入口马赫数的要求。三、肦狣￡吼虰街只殴毕追ǎ浪愠隽说サ筴的定压比热、标准生成焓和熵值等热力学数据。根据推进剂分解原理,结合计算流体动力学软件的用户自定义函数进行二次开发,并采用两步化学反应模型、型、涡耗散湍流燃烧模型和一阶迎风格式,建立诠烫迦剂铣逖狗⒍忌帐内的燃烧模型。对不同来流空气质量流率、来流空气总温、药柱通道直径等工况,进行温度及组分分布。结果表明,随着轴向位置的增大,燃料局部退移速率先增大后减小。增大入口空气温度和质量流率均使平均退移速率近似按指数关系增大,燃烧室温度亦随之增大。增大入口药柱通道直径使得再附点后移,而平均退移速率则近似呈指数关系减小。博士论文固体燃料冲压发动机作过程研究
关键词:固体燃料冲压发动机,超声速混压式进气道,风洞实验,数值模拟,固塑茎四、设计了固体燃料冲压发动机直连式实验发动机,采用镁/聚四氟乙烯为点火药,在国内首次完成了以为燃料的固体燃料冲压发动机直连式实验,采用电磁阀和数显时间继电器精确控制实验时间,发动机点火可靠,工作稳定。对不同药柱通道直径、来流空气质量流率和出口喷管等工况进行了实验研究。实验结果表明,当药柱通道直径产较小时,固体燃料冲压发动机燃烧室产生类似于固体火箭发动机内的侵蚀效应。燃烧室压强越低,燃料平均退移速率、补燃室温度均随之降低,然而这种影响在低压条件下是有限的;此外,增大药柱通道直径,使得总燃烧面积增大,尽管燃料平均退移速率有所降低,但是总燃气质量流率仍然增大,从而提高补燃室压强和温度。点火药量和能量以及点火药燃烧的持续时间均是点火能否成功的控制因素。对于给定的点火药品种,在点火药药量一定的条件下,增大来流空气质量流率和降低来流总温对点火都是不利的。实现成功点火的可行方法是增大点火药药量。数值模拟值与实验结果较为吻合,平均燃料退移速率最大误差约为%;,燃烧特性,,直连式实验!!!!!!!!!!!!!!!!’———————————————————————————。。。。。————————————!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!博士论文Ⅱ
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