文档介绍:硕士论文开题报告
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开题报告目录
、意义及研究现状;
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、意义及研究现状;:
大分子量差异超音速射流剪切层的动量传递过程
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在化学氧碘激光武器(COIL)和火箭冲压发动机(Ramjet)等应用系统中,目前超音速引射器Supersonic ejector被广泛采用。
超音速引射器还被应用在超音速风洞(Supersonic Wind tunnel)﹑超音速燃烧(Supersonic Combustion)甚至高超音速Hypersonic等研究领域里。
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引射器的理论基础是湍流的射流理论Turbulent Jets;
在这些超音速引射器里,都会遇到可压缩气流剪切层compressible shear layers(也可以称作混合层mixing layers)的问题。根据研究发现,上述这些应用系统的性能和功效,主要就取决于引射器里剪切层的夹带﹑湍流混合﹑以及燃烧的过程。而且可压缩剪切层对于其他的流体流动也是重要的因素之一。
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我的论文研究是基于COIL(化学氧碘激光武器)背景的,目的是为了研究剪切层内气流之间动量传递的过程,以便更好地发挥超音速引射器引射增压的功能。
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所谓引射增压,就是针对一股低总压气体,用少量在高速低静压条件下流动的高总压气体,与低总压气体之间形成流动剪切层,并通过剪切层将动量交换给低总压气体,最后达到较高的混合气体总压,经扩压成为高静压气体。
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几种可能的方案 ;
化学氧碘激光武器(COIL)的工质氧碘气流,,单纯扩压无法达到向大气排出的目的,必须向系统提供能量,增压25到30倍后才能向大气排出。
原理上可行的增压系统除引射器外还有机械抽真空法。通过扩压,氧碘流静压恢复到25torr左右,流量达到30m3/s。
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用真空泵抽,需几十台机组并联,重量大,功耗达几万千瓦,而激光器功率才几十万瓦。
采用多级叶轮式压气机,可以达到10-20的增压比以及较大的容积流量,但增压比还不足,需要流量30m3/s以上的前级增压器,无法实现。
而采用引射器增压的办法,设备体积小,重量轻,但是技术难度较大。
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工况具体的一些参数;
十万瓦级的激光器:氧碘气流流量40mol/s,,比热比k=,Ma= ,T=150K, 音速约420m/s, 压力P=4torr。该状态容积流量Q= m3/s, 总温约320K。
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