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烧辩学与
第卷第期。。燃。。。.
氢燃料超音速燃烧带有限率化学反应的一维计算
胡篮立凌蔓、/ 刘敬华刘陵
华中理工大学航天工业总公司所西北工业大学
摘要
本文阐述了一种带有限率化学反应,考虑了比热随温度、成份变化的氢燃料超音速燃烧的一
维计算方法,其便于对超音速燃烧室进行性能评估或初步设计。最后,用实验数据对该方法的有效
性进行了验证。
关键词:塑童堡燮塑,绉方法,直匣± 舷肄吃
——
——
,
. ,
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, ,
符号说明
——面积——壁面摩擦系数
——钢的比热容——混气的比热容
· 中国、武汉邮编。
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燃烧科学与技术第卷第期
——物质的比热容——燃烧室壁厚
——水力直径尺一~通用气体常数
——
——物质的质量浓度静温
——
——氢气的总焓总温
——氢的热值,.× / / ——壁面秒温升
——速度
¨ “——正向反应速率常数
——混气的分子量
,、,——逆向反应速率常数
——物质的分子量
——
马赫数——
沿燃烧室的长度
——入口马赫数
,——氢气喷射的方向速度分量与主
痈——总的质量流量
流速度的比值
痈——空气的质量流量——
比热比
而——氢气的质量流量
一一钢的比重
户——静压
一一混气的密度
——燃烧室入口压力——
物质的密度
户——测得的壁压——
, 物质的生成率
——总压
——燃烧效率
帼——化学反应放热——燃烧室出口总压恢复系数
田——对外传热
下标
——————
————,
引言
超音速燃烧冲压发动机的燃烧室内流场非常复杂,除超音速流动外,包括化学反应、壁面
摩擦与散热、附面层分离和激渡等,目前还难以建立完善的紊流模型和燃烧模型,并且计算工
作量很大因此以一元流的计算方法对超燃燃烧室进行性能估计及初步设计仍具有很大实用
价值: 。
提出的一元流方法,使用压力——面积律及熵极限作为补充条件,这个方法
虽有时也能成功地模拟超燃的试验结果,但很显然用单一的压力——面积定律指数不可能满
足燃烧室中所有区域的状况。的一元流方法类似的方法,定义了面积扩张因子, 。
假定它措整个燃烧室长度为常数,并且不考虑壁面摩擦损失。提出的一元流方法虽能
把进口气流参数、燃烧室结构参数及燃烧室性能联系起来,但需假设氢与空气化学反应的份量
燃烧效率与燃烧室轴向距离的关系式。
文献由气体动力学基本定律,推导出另一种一元流计算方法,这种方法的优点是,它包
,或预估燃烧室的性能。本文在
. ,并且用此方法整理实验
数据,得到了比较满意的结果。
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年月胡敏立等:氢燃料超音速燃烧带有限率化学反应的一维计算‘‘
一维计算方法的模型
. 基本方程
连续方程
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动量方程
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能量方程
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组分方程
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