速度比对气-气喷嘴燃烧性能的影响 被引量：7

1

作者 杜正刚 高玉闪 +1 位作者 金平 蔡国飙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期551-554,593,共5页

为研究应用于全流量补燃循环发动机的气-气喷嘴,开展气氢/气氧为推进剂的同轴剪切喷嘴的热试试验研究。通过测量燃烧室压力和燃烧室壁面温度,研究氢氧速度比变化对燃烧效率和对燃烧室热载荷的影响。结果显示燃烧效率受到速度比和推进剂... 为研究应用于全流量补燃循环发动机的气-气喷嘴,开展气氢/气氧为推进剂的同轴剪切喷嘴的热试试验研究。通过测量燃烧室压力和燃烧室壁面温度,研究氢氧速度比变化对燃烧效率和对燃烧室热载荷的影响。结果显示燃烧效率受到速度比和推进剂喷射绝对速度的影响;燃烧室热载荷随速度比增大而增大。气-气喷注器的设计应选择小的氧喷注压降和适合的速度比。 展开更多

关键词 同轴剪切喷注器 速度比 燃烧效率 热载荷

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富氢/富氧燃气同轴直流喷嘴燃烧过程数值模拟 被引量：4

2

作者 李茂 杜正刚 +1 位作者 金平 蔡国飙 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期469-473,共5页

为研究全流量补燃FFSC(Full Flow Staged Combustion)循环发动机气-气喷注器性能,以气氢/气氧(GH2/GO2)预燃室提供的758K富氢燃气和676K富氧燃气为推进剂对同轴直流喷嘴燃烧流场进行了数值模拟.考察了相同燃烧室结构、流量、入口燃气温... 为研究全流量补燃FFSC(Full Flow Staged Combustion)循环发动机气-气喷注器性能,以气氢/气氧(GH2/GO2)预燃室提供的758K富氢燃气和676K富氧燃气为推进剂对同轴直流喷嘴燃烧流场进行了数值模拟.考察了相同燃烧室结构、流量、入口燃气温度条件下,富氧燃气压降、富氢燃气和富氧燃气的速度比、氧喷嘴厚度和氧喷嘴缩进变化对燃烧性能的影响,获得了4个参数的影响规律.数值模拟结果对燃气气-气喷注器结构设计有参考价值. 展开更多

关键词 燃气 同轴直流喷嘴 数值模拟

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气氢气氧同轴剪切喷注器燃烧流场的PLIF测量及仿真研究 被引量：4

3

作者 李峰 俞南嘉 戴健 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1380-1386,共7页

为探究同轴剪切气气喷注燃烧火焰结构及验证仿真方法的可行性,利用RANS方法对实验工况进行了计算,得到了燃烧室温度和OH分布,以及流场结构。并通过实验,利用平面激光诱导荧光(PLIF)技术测量了透明燃烧室内气氢气氧同轴剪切喷注燃烧火焰... 为探究同轴剪切气气喷注燃烧火焰结构及验证仿真方法的可行性,利用RANS方法对实验工况进行了计算,得到了燃烧室温度和OH分布,以及流场结构。并通过实验,利用平面激光诱导荧光(PLIF)技术测量了透明燃烧室内气氢气氧同轴剪切喷注燃烧火焰的激光诱导OH荧光,得到了火焰结构图像。实验结果表明,在燃烧室前端形成了回流区和结构稳定的剪切燃烧层,在剪切和回流的共同作用下形成了OH尖峰。随OH尖峰下游湍流涡的发展,火焰结构产生褶皱,使燃烧得到了加强。将仿真和实验结果进行对比发现,两者剪切燃烧层位置最大相差0.6mm,OH尖峰轴向位置相差2mm,径向尺寸均为7mm。仿真和实验结果吻合较好,利用该仿真模型对实际情况进行预测是可行的。 展开更多

关键词 同轴剪切喷注器 气-气燃烧 平面激光诱导荧光 数值仿真

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同轴剪切喷嘴高频喷注耦合燃烧不稳定分析 被引量：4

4

作者 田原 李丹琳 +1 位作者 孙纪国 乔桂玉 《火箭推进》 CAS 2014年第3期23-28,共6页

同轴剪切喷嘴在大推力氢氧发动机及液氧甲烷发动机上得到了广泛的应用,研究表明,当同轴剪切式喷嘴的中心氧喷嘴喷注过程与燃烧室的声学振荡发生耦合时,容易发生高频喷注耦合燃烧不稳定。高频喷注耦合燃烧不稳定一般无法通过隔板、声腔... 同轴剪切喷嘴在大推力氢氧发动机及液氧甲烷发动机上得到了广泛的应用,研究表明,当同轴剪切式喷嘴的中心氧喷嘴喷注过程与燃烧室的声学振荡发生耦合时,容易发生高频喷注耦合燃烧不稳定。高频喷注耦合燃烧不稳定一般无法通过隔板、声腔等传统燃烧稳定装置解决,需要在设计喷注器时采取相应措施。通过求解喷嘴导纳得到了喷嘴的固有声学频率,并与冷态声学试验结果和缩比喷注器热试结果进行了对比,表明吻合较好。研究了氧喷嘴长度、氧喷孔环直径、氧喷前温度和氧喷前压力等因素对氧喷嘴声学频率的影响,结果表明:增大氧喷孔环直径、提高氧喷前压力以及减小氧喷嘴长度、降低氧喷前温度可以提高氧喷嘴声学频率。 展开更多

关键词 同轴剪切喷嘴 燃烧不稳定 喷注耦合

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同轴剪切喷嘴出口壁厚对气-气燃烧性能的影响 被引量：1

5

作者 李茂 高玉闪 +2 位作者 陈泽 金平 蔡国飙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期516-521,共6页

以富氢/富氧燃气为推进剂,在单喷嘴燃烧室中开展同轴剪切喷嘴出口壁厚对燃烧性能影响的研究。通过求解N-S方程获得燃烧流场,分析氧喷嘴出口壁厚变化对燃烧产物、温度分布的影响,进行了壁厚变化对特征速度效率和热载影响的试验研究。结... 以富氢/富氧燃气为推进剂,在单喷嘴燃烧室中开展同轴剪切喷嘴出口壁厚对燃烧性能影响的研究。通过求解N-S方程获得燃烧流场,分析氧喷嘴出口壁厚变化对燃烧产物、温度分布的影响,进行了壁厚变化对特征速度效率和热载影响的试验研究。结果表明,较厚的氧喷嘴出口壁厚有利于稳定火焰,氧喷嘴出口壁厚较薄时特征速度效率较低,并伴随有燃烧室压力不稳定现象。 展开更多

关键词 氧喷嘴出口壁厚 同轴剪切喷嘴 富氢/富氧燃气 特征速度效率

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剪切同轴式喷嘴中心管壁厚对火焰的影响 被引量：2

6

作者 洪流 Oschwald M 仲伟聪 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期282-285,共4页

为了研究剪切同轴式喷嘴中心管壁厚度对火焰的影响,针对LOX/CH4火焰,采用数值方法计算了三种不同喷嘴中心管壁厚的长方体形燃烧室内的燃烧过程,计算表明,对于较大的管壁厚度,在紧贴管壁下游的区域将形成较大的回流区,有利于火焰稳定在... 为了研究剪切同轴式喷嘴中心管壁厚度对火焰的影响,针对LOX/CH4火焰,采用数值方法计算了三种不同喷嘴中心管壁厚的长方体形燃烧室内的燃烧过程,计算表明,对于较大的管壁厚度,在紧贴管壁下游的区域将形成较大的回流区,有利于火焰稳定在喷嘴出口处,还给出了采用相同几何结构燃烧室的LOX/CH4燃烧试验结果,试验也得出了同样的趋势,随着中心管壁厚度的增加,火焰中心明显前移。 展开更多

关键词 同轴式喷嘴 火焰稳定性 液氧 甲烷 台阶扩散效应

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气-气喷嘴结构分析 被引量：3

7

作者 杜正刚 高玉闪 蔡国飙 《火箭推进》 CAS 2009年第3期6-10,共5页

对以气氢/气氧为推进剂的同轴剪切、离心和同轴双剪切结构的喷嘴进行设计,分析了这三种结构型式的喷嘴结构尺寸;通过对同轴剪切式和同轴双剪切喷嘴燃烧室流场进行数值模拟,研究喷嘴流量和结构对推进剂燃烧过程的影响。研究结果认为:同... 对以气氢/气氧为推进剂的同轴剪切、离心和同轴双剪切结构的喷嘴进行设计,分析了这三种结构型式的喷嘴结构尺寸;通过对同轴剪切式和同轴双剪切喷嘴燃烧室流场进行数值模拟,研究喷嘴流量和结构对推进剂燃烧过程的影响。研究结果认为:同轴剪切式喷嘴结构简单;离心式喷嘴的流量系数小且带有旋流室,导致喷嘴的结构尺寸大;同轴双剪切喷嘴使推进剂在燃烧室内形成两个燃烧面,能在大流量下使推进剂达到高的燃烧效率。 展开更多

关键词 喷嘴 同轴双剪切 流量 效率

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气氧/气甲烷同轴剪切双喷嘴仿真研究 被引量：3

8

作者 韩树焘 林洁 +1 位作者 俞南嘉 张洋 《火箭推进》 CAS 2018年第3期68-75,共8页

通过对气氧/气甲烷同轴剪切双喷嘴的仿真研究,对比不同喷嘴间距对燃烧流场的影响,并对每种工况分别采用了k-ε和k-ωSST两种湍流模型进行计算。结果显示:较大的喷嘴间距会使得喷注器面中心区域和燃烧室前端壁面附近热载较大,而小喷嘴间... 通过对气氧/气甲烷同轴剪切双喷嘴的仿真研究,对比不同喷嘴间距对燃烧流场的影响,并对每种工况分别采用了k-ε和k-ωSST两种湍流模型进行计算。结果显示:较大的喷嘴间距会使得喷注器面中心区域和燃烧室前端壁面附近热载较大,而小喷嘴间距能够促进轴线附近的反应区靠前;小喷嘴间距工况下,燃烧室中后段壁面温度较高;k-ωSST模型能够更好地反应回流区形态,但其得到的壁面和喷注器面中心附近的温度,以及燃烧室轴线附近的水组份浓度与k-ε模型的结果相比有所偏低。 展开更多

关键词 气氧/气甲烷 同轴剪切 双喷嘴 燃烧 湍流模型

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煤油/氧气同轴离心喷嘴燃烧数值模拟 被引量：3

9

作者 吴迪 金峰 刘勇 《火箭推进》 CAS 2021年第2期32-39,共8页

为了更好地了解同轴离心喷嘴的工作特性,基于DDES模型研究了油气比分别为0.5、1、1.5下以煤油/氧气为推进剂的喷嘴的流体动力学特性与非预混燃烧特征。研究结果表明:由于旋流离心作用,在喷嘴出口轴心处和燃烧室顶部分别存在一个驻定涡... 为了更好地了解同轴离心喷嘴的工作特性,基于DDES模型研究了油气比分别为0.5、1、1.5下以煤油/氧气为推进剂的喷嘴的流体动力学特性与非预混燃烧特征。研究结果表明:由于旋流离心作用,在喷嘴出口轴心处和燃烧室顶部分别存在一个驻定涡和角涡,驻定涡径向分布在0.9 R~1.4 R,轴向尺寸在-1 R~14 R,随着燃料流量增大,驻定涡会向喷嘴内部推进,并且径向尺寸也会扩大。燃烧计算结果表明,随着燃料流量增大,推进剂的掺混拖曳区变长、掺混效果变好;而由于油气比的增加,燃烧室更加富油因此燃烧温度有所下降,同时火焰前锋向喷嘴内移。 展开更多

关键词 同轴离心喷嘴 气/气燃烧 油气比 数值模拟 流动与燃烧特征

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气氢/液氧同轴喷注器变工况燃烧流场相似性 被引量：1

10

作者 孔维鹏 王天泰 +1 位作者 谢恒 王朝晖 《火箭推进》 CAS 2023年第2期27-34,共8页

为研究不同室压工况下气氢/液氧燃烧流场的相似性,设计了喷注器试验件,并采用数值仿真和热试验的方法对气氢/液氧喷注器的喷雾燃烧流场进行了研究。数值仿真选取试验件的1/6进行三维稳态计算,其中湍流模型采用SST k-ω模型、化学反应采... 为研究不同室压工况下气氢/液氧燃烧流场的相似性,设计了喷注器试验件,并采用数值仿真和热试验的方法对气氢/液氧喷注器的喷雾燃烧流场进行了研究。数值仿真选取试验件的1/6进行三维稳态计算,其中湍流模型采用SST k-ω模型、化学反应采用考虑氢氧6组分9步反应机理的涡耗散概念模型、液氧液滴采用离散相模型,共进行了2.8~9.8 MPa范围内8种典型工况的数值仿真。热试验采用气氢/液氧推进剂,进行了4.5 MPa、5.4 MPa和6.8 MPa这3种不同室压工况共4次挤压热试验,采用量热式水冷身部对燃烧室壁面热流进行了测量。仿真和试验结果表明:对于气氢/液氧同轴直流喷注器,在混合比、氢氧温度和喷注速度相同的情况下,当室压大于液氧临界压力时的燃烧流场具有相似性;而室压小于液氧临界压力时的燃烧流场与大于临界压力的燃烧流场结构存在差异。 展开更多

关键词 氢氧膨胀循环火箭发动机 同轴直流喷注器 燃烧流场 相似性 变工况 缩尺技术

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基于激光选区熔化技术的大尺寸喷注器设计 被引量：1

11

作者 孔维鹏 谢恒 王晓丽 《火箭推进》 CAS 2023年第4期68-73,共6页

为研究激光选区熔化技术应用于大尺寸液体火箭发动机喷注器的可行性及最佳方案,按照先喷注单元后大尺寸喷注器的思路开展了设计研究。基于激光选区熔化技术设计了4种不同方案的喷注单元试验件,并进行了冷态液流试验对比。通过喷注单元... 为研究激光选区熔化技术应用于大尺寸液体火箭发动机喷注器的可行性及最佳方案,按照先喷注单元后大尺寸喷注器的思路开展了设计研究。基于激光选区熔化技术设计了4种不同方案的喷注单元试验件,并进行了冷态液流试验对比。通过喷注单元对比试验得出直接采用激光选区熔化技术成型的喷嘴不适合直接用于大尺寸喷注器设计。根据喷注单元对比结果,选择了大尺寸喷注器的设计方案,生产了大尺寸喷注器,并进行了热试验考核。结果表明:采用激光选区熔化技术成型毛坯、机加工关键尺寸的设计方案为大尺寸喷注器的最佳方案。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 激光选区熔化 增材制造 喷注器 同轴直流喷嘴 液流试验 热试验

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