镁/铝合金水反应金属燃料推进剂的燃烧性能 被引量：7

1

作者 高明 郭晓燕 +1 位作者 邹美帅 杨荣杰 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期75-80,共6页

通过高能球磨工艺制备了高活性球磨镁/铝合金粉,并制备了两组镁/铝基水反应金属燃料推进剂,用固体推进剂燃速测试系统测定了其燃速。采用氧弹量热仪测定了推进剂的爆热值,并收集推进剂的一次燃烧固相产物,将其放置于水蒸汽高温管式炉中... 通过高能球磨工艺制备了高活性球磨镁/铝合金粉,并制备了两组镁/铝基水反应金属燃料推进剂,用固体推进剂燃速测试系统测定了其燃速。采用氧弹量热仪测定了推进剂的爆热值,并收集推进剂的一次燃烧固相产物,将其放置于水蒸汽高温管式炉中模拟二次燃烧。采用SEM、XRD及化学分析方法表征了水反应金属燃料的一、二次燃烧固相产物。结果表明,高活性球磨镁/铝合金水反应金属燃料推进剂具有更高的燃速和爆热值;二次燃烧产物剩余铝含量更低,二次燃烧产物反应更彻底;高活性球磨镁/铝合金能够改善其水反应金属燃料推进剂的一次燃烧效果,可提高其在二次燃烧中铝的燃烧效率。 展开更多

关键词 材料科学 镁/铝合金 水反应金属燃料推进剂 高能球磨 一次燃烧 二次燃烧 固相产物

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高固体含量水反应金属燃料推进剂的力学性能 被引量：2

2

作者 黄海涛 邹美帅 +3 位作者 郭晓燕 杨荣杰 李云凯 张鹏 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期901-905,共5页

为研究高固体含量水反应金属燃料推进剂力学性能的影响因素,运用单向压缩方法和针入度测试,研究了不同工艺参数对铝镁水反应金属燃料推进剂在常温下的力学影响.实验结果表明,工艺参数对推进剂体系中黏合剂网络结构的形成及向表面的迁移... 为研究高固体含量水反应金属燃料推进剂力学性能的影响因素,运用单向压缩方法和针入度测试,研究了不同工艺参数对铝镁水反应金属燃料推进剂在常温下的力学影响.实验结果表明,工艺参数对推进剂体系中黏合剂网络结构的形成及向表面的迁移是造成体系力学性能改变的主要原因;水反应金属燃料推进剂压缩性能和硬度随固化参数和保压时间增加而增大,R值从0.9～1.0以上时,保压时间从5～25 min,其力学性能增幅较快,预固化3h力学性能最好.模压力增大造成体系中黏合剂组分向表面迁移加剧,力学性能随模压力增大而降低. 展开更多

关键词 水反应金属燃料 力学性能 压缩性能 硬度

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高固体含量水反应金属燃料推进剂力学性能试验研究(Ⅱ)

3

作者 黄海涛 邹美帅 +2 位作者 郭晓燕 杨荣杰 李云凯 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期757-762,共6页

为研究高固体含量水反应金属燃料推进剂力学性能的影响因素,运用单向压缩方法和针入度测试,研究了金属质量分数及级配、黏合剂质量分数、键合剂种类对铝镁水反应金属燃料推进剂在常温下的力学影响.试验结果表明,金属质量分数的增加,加... 为研究高固体含量水反应金属燃料推进剂力学性能的影响因素,运用单向压缩方法和针入度测试,研究了金属质量分数及级配、黏合剂质量分数、键合剂种类对铝镁水反应金属燃料推进剂在常温下的力学影响.试验结果表明,金属质量分数的增加,加剧了金属间的滚轴效应,使力学性能变差;提高黏合剂的质量分数,可以减弱体系液相的迁移现象,提高力学性能;合适的金属级配和键合剂,都可改善体系的力学性能. 展开更多

关键词 水反应金属燃料 力学性能 压缩性能 硬度

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水反应金属燃料在超高速鱼雷推进系统中的应用 被引量：25

4

作者 赵卫兵 史小锋 +1 位作者 伊寅 韩新波 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 2006年第5期53-56,共4页

对水反应金属燃料和其他燃料进行了比较和分析,阐述了用于超高速鱼雷的水反应金属燃料体系。通过热力学计算,分析了水反应金属燃料的能量特性及其影响因素,并对水反应金属燃料应用于超高速鱼雷推进系统的可能途径进行了探讨。通过分析得... 对水反应金属燃料和其他燃料进行了比较和分析,阐述了用于超高速鱼雷的水反应金属燃料体系。通过热力学计算,分析了水反应金属燃料的能量特性及其影响因素,并对水反应金属燃料应用于超高速鱼雷推进系统的可能途径进行了探讨。通过分析得出,水反应金属燃料充分利用雷外海水作为能源,具有显著的高能量特性,可明显提高超高速鱼雷承载燃料的能力,是超高速鱼雷的最佳能源选择;水反应金属燃料能以液态或固态形式应用于发动机,发动机形式宜采用喷射式,但环境压力对发动机比冲影响较大,其使用效率随航行深度的增加而降低。 展开更多

关键词 应用化学 水反应金属燃料 超高速鱼雷 推进系统 能量密度

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金属基燃料与水反应研究现状及应用前景 被引量：28

5

作者 张运刚 庞爱民 +1 位作者 张文刚 肖金武 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期52-55,共4页

金属基燃料与水反应具有能量密度高的特点,可用于水下高速推进,也可用于新一代燃料电池。文中介绍了国外关于金属基燃料与水燃烧反应的一些研究方法和成果,以及金属基燃料与水凝相反应用于燃料电池等方面的研究现状,同时对国内关于金属... 金属基燃料与水反应具有能量密度高的特点,可用于水下高速推进,也可用于新一代燃料电池。文中介绍了国外关于金属基燃料与水燃烧反应的一些研究方法和成果,以及金属基燃料与水凝相反应用于燃料电池等方面的研究现状,同时对国内关于金属基燃料与水反应的研究现状做了简要介绍,并对金属基燃料与水反应的应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 金属基燃料 水 反应

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铝基水反应金属燃料性能初步研究 被引量：26

6

作者 李芳 张为华 +2 位作者 张炜 阳世清 夏智勋 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期4-7,共4页

提出水反应金属燃料双反应区模型,结合化学反应过程对其进行了热力特性分析,初步研究了铝基水反应金属燃料配方等因素对发动机性能的影响。

关键词 水反应金属燃料 双反应区模型 热力特性

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镁基水反应金属燃料及水冲压发动机初步试验 被引量：15

7

作者 李是良 张炜 +3 位作者 张为华 阳世清 朱慧 何博 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期35-38,共4页

通过热力学计算预估水冲压发动机的性能,确定了燃料配方,并研制出试验用镁基水反应金属燃料。成功进行了水冲压发动机原理样机热试车,对水冲压发动机及其燃料的性能进行了初步研究。

关键词 水冲压发动机 水反应金属燃料 水下高速推进

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水反应金属燃料能量特性分析 被引量：19

8

作者 李芳 张为华 +1 位作者 张炜 夏智勋 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期256-259,共4页

提出了水反应金属燃料与水/金属燃料发动机概念;通过比较多种化学推进剂能量特性,可知水反应金属燃料能量密度明显高于传统火箭燃料,可以预见它在水下高速推进系统中具有广阔应用前景;通过热力计算,分析了水反应金属燃料能量特性的影响... 提出了水反应金属燃料与水/金属燃料发动机概念;通过比较多种化学推进剂能量特性,可知水反应金属燃料能量密度明显高于传统火箭燃料,可以预见它在水下高速推进系统中具有广阔应用前景;通过热力计算,分析了水反应金属燃料能量特性的影响因素。 展开更多

关键词 水反应金属燃料 水/金属燃料发动机 水下高速推进 能量密度

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水反应金属燃料发动机比冲性能与燃烧室长度设计理论研究 被引量：18

9

作者 胡凡 张为华 +2 位作者 夏智勋 缪万波 李芳 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期12-16,共5页

运用热力计算原理,计算并分析了两相流影响条件下水反应金属燃料发动机的比冲性能。采用经验公式,对发动机中金属颗粒燃烧时间进行了计算分析,估算了金属颗粒燃烧长度,为燃烧室长度设计提供了依据。结果表明,存在最佳水燃比,使发动机达... 运用热力计算原理,计算并分析了两相流影响条件下水反应金属燃料发动机的比冲性能。采用经验公式,对发动机中金属颗粒燃烧时间进行了计算分析,估算了金属颗粒燃烧长度,为燃烧室长度设计提供了依据。结果表明,存在最佳水燃比,使发动机达到最优比冲性能;两相流影响下比冲损失较大,金属颗粒燃烧时间随水燃比、雷诺数增加而显著减少;通过对颗粒燃烧时间的计算,可初步设计燃烧室长度。 展开更多

关键词 水反应金属燃料发动机 比冲性能 金属颗粒燃烧时间 燃烧室长度

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水反应金属燃料发动机初步试验 被引量：6

10

作者 胡凡 焦绍球 +3 位作者 张为华 胡建新 缪万波 青龙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期367-370,共4页

介绍了水反应金属燃料发动机试验系统,提出了水燃比、工作压强及试验燃烧效率计算方法,为试验设计和发动机性能评价提供了依据。对水反应金属燃料发动机进行了试验研究,并根据试验结果对药柱组分、发动机结构及供水系统进行了改进。试... 介绍了水反应金属燃料发动机试验系统,提出了水燃比、工作压强及试验燃烧效率计算方法,为试验设计和发动机性能评价提供了依据。对水反应金属燃料发动机进行了试验研究,并根据试验结果对药柱组分、发动机结构及供水系统进行了改进。试验表明,中等含量金属燃料加水后可稳定燃烧,通过增加燃料中镁含量、稳定进水流量和增加补燃室长度等措施,可有效提高发动机燃烧效率。 展开更多

关键词 水反应金属燃料发动机^+ 试验 工作参数^+ 燃烧性能

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高金属含量水反应金属燃料稳态燃烧模型 被引量：3

11

作者 韩超 夏智勋 +3 位作者 胡建新 黄利亚 张兴高 方丁酉 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期609-613,共5页

为探索水冲压发动机稳态燃烧机理,以水反应金属燃料在水蒸气环境下的稳态燃烧试验为基础,建立了镁基高金属含量水反应金属燃料稳态燃烧模型,燃料中金属镁含量大于70%。将镁基水反应金属燃料稳态燃烧过程分为惰性加热区、凝相反应区和气... 为探索水冲压发动机稳态燃烧机理,以水反应金属燃料在水蒸气环境下的稳态燃烧试验为基础,建立了镁基高金属含量水反应金属燃料稳态燃烧模型,燃料中金属镁含量大于70%。将镁基水反应金属燃料稳态燃烧过程分为惰性加热区、凝相反应区和气相反应区,指出燃面附近气相火焰结构由4部分组成,分别为AP预混火焰、AP/HTPB扩散火焰、AP/Mg扩散火焰和Mg/H2 O扩散火焰;提出凝相镁颗粒的熔化蒸发为燃速控制过程,以液滴蒸发燃烧模型为基础建立了燃面熔融镁蒸发模型;对影响燃速的主要因素进行讨论,认为燃料组分一定时,环境压强及环境中水蒸气浓度的提高将带来燃速的增加;在计算压强范围内,AP预混火焰对燃烧过程的影响可忽略,Mg/H2O最终扩散火焰对燃烧过程具有决定性的影响。 展开更多

关键词 水反应金属燃料 镁 水蒸气 稳态燃烧 燃速

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镁基水反应金属燃料一次燃烧波特性研究 被引量：4

12

作者 李是良 张炜 +1 位作者 周星 高东磊 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期197-200,205,共5页

采用单幅火焰照相、Π形微热电偶等技术,研究了镁基水反应金属燃料一次燃烧火焰特性,得到了燃烧波温度分布曲线及各温度区厚度等参数。初步分析了燃料体系在燃烧表面附近的燃烧特征。结果显示,燃烧室压强为1.0 MPa时,燃面温度和气相火... 采用单幅火焰照相、Π形微热电偶等技术,研究了镁基水反应金属燃料一次燃烧火焰特性,得到了燃烧波温度分布曲线及各温度区厚度等参数。初步分析了燃料体系在燃烧表面附近的燃烧特征。结果显示,燃烧室压强为1.0 MPa时,燃面温度和气相火焰温度分别为556℃和1 270℃;随着燃烧室压强的增大,镁基水反应金属燃料凝聚相反应区厚度增大,燃面温度升高,气相火焰温度升高,火焰明亮程度增强;气相火焰中包含着镁的异相反应,产物中含有大量的镁蒸气。 展开更多

关键词 镁基水反应金属燃料 一次燃烧 燃烧波 燃面温度

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高速鱼雷水冲压发动机用金属/水反应燃料研究进展 被引量：9

13

作者 张亚俊 王祎 +2 位作者 李吉祯 刘芳莉 齐晓飞 《四川兵工学报》 CAS 2013年第5期123-126,共4页

综述了用于高速鱼雷巡航动力推进系统水冲压发动机主燃料的金属/水反应燃料的国内外应用研究情况,阐述了金属/水反应燃料的组成及特点,并以金属铝与水的反应机理为例说明了金属/水反应燃料的基本工作原理,结合我国研究实际提出了金属/... 综述了用于高速鱼雷巡航动力推进系统水冲压发动机主燃料的金属/水反应燃料的国内外应用研究情况,阐述了金属/水反应燃料的组成及特点,并以金属铝与水的反应机理为例说明了金属/水反应燃料的基本工作原理,结合我国研究实际提出了金属/水反应燃料研究过程的研究重点,指出了国内相关领域研究的不足和发展方向。 展开更多

关键词 鱼雷 水冲压发动机 金属 水反应燃料 推进系统

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水反应金属燃料发动机的性能调节 被引量：3

14

作者 胡凡 张为华 +2 位作者 夏智勋 王中伟 缪万波 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期381-383,403,共4页

在水反应金属燃料发动机性能分析研究基础上,分析了壅塞式和非壅塞式发动机构型优缺点及性能调节特性,着重探讨了非壅塞式水反应金属燃料发动机燃气流量自适应调节规律和特点。计算结果分析表明,非壅塞式发动机具有水燃比自适应调节特性... 在水反应金属燃料发动机性能分析研究基础上,分析了壅塞式和非壅塞式发动机构型优缺点及性能调节特性,着重探讨了非壅塞式水反应金属燃料发动机燃气流量自适应调节规律和特点。计算结果分析表明,非壅塞式发动机具有水燃比自适应调节特性,且高压强指数水反应金属燃料调节效果显著。 展开更多

关键词 水反应金属燃料发动机 构型 性能调节 水燃比

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氧化剂对水冲压镁基富燃料推进剂燃烧特性影响 被引量：2

15

作者 邹美帅 郭晓燕 +2 位作者 杨荣杰 秦龙鑫 程志宏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期773-776,782,共5页

理论近似计算了镁基富燃料推进剂中镁粉与不同氧化剂反应时的爆热、燃烧产物的温度等;测试了不同推进剂体系的燃烧速度;对含四种不同氧化剂的镁基富燃料推进剂的燃烧产物的反应活性进行了研究。研究结果表明:高氯酸铵体系的一次燃烧温... 理论近似计算了镁基富燃料推进剂中镁粉与不同氧化剂反应时的爆热、燃烧产物的温度等;测试了不同推进剂体系的燃烧速度;对含四种不同氧化剂的镁基富燃料推进剂的燃烧产物的反应活性进行了研究。研究结果表明:高氯酸铵体系的一次燃烧温度最高,一次燃烧剩余镁粉含量最少;氧化剂为硝酸钾的体系的燃烧温度最低;硝酸钠作为氧化剂的体系的燃速最高,含有高氯酸铵体系的燃速最低;高氯酸钾体系的燃烧产物与水反应的产气总量最多,高氯酸铵体系的燃烧产物与海水反应启动速度最快。 展开更多

关键词 水反应金属燃料 氧化剂 燃烧温度 燃烧速度 反应活性

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铝/镁基水反应金属燃料的燃烧特性研究 被引量：4

16

作者 高明 郭晓燕 +1 位作者 邹美帅 杨荣杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期629-634,共6页

为了探索在水冲压发动机中高金属含量铝/镁合金水反应金属燃料的稳态燃烧,开展了其一次燃烧和二次燃烧实验研究,其中铝/镁合金含量达到80%。采用氧弹量热仪收集一次燃烧固相产物,并将一次燃烧固相产物置于水蒸气高温管式炉中模拟二次燃... 为了探索在水冲压发动机中高金属含量铝/镁合金水反应金属燃料的稳态燃烧,开展了其一次燃烧和二次燃烧实验研究,其中铝/镁合金含量达到80%。采用氧弹量热仪收集一次燃烧固相产物,并将一次燃烧固相产物置于水蒸气高温管式炉中模拟二次燃烧。采用TGA对铝、镁和铝/镁合金进行了热性能分析,并采用XRD,SEM及化学分析方法对铝/镁合金和推进剂的一、二次燃烧固相产物进行了表征。结果表明,铝/镁合金的启动氧化温度530℃优于镁的600℃,铝/镁合金在第二阶段的氧化性能优于铝的。铝/镁合金为Mg17Al12,一次燃烧固相产物中主要存在Mg Al,Mg2Al3,Mg Al2等合金相和Mg O,在二次燃烧的固相产物中有Mg O,Al和Al2Mg O4,其中剩余Al的含量随着管式炉温度增大先增大后减小。分析认为铝/镁合金在燃烧过程中镁先行发生了反应,而后其中的铝才发生反应。 展开更多

关键词 铝/镁合金 水反应金属燃料 固相产物 一次燃烧 二次燃烧

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水反应金属燃料发动机三维两相燃烧数值模拟 被引量：6

17

作者 李芳 张为华 +1 位作者 王中伟 夏智勋 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期384-387,共4页

用三维湍流N-S方程及颗粒轨道模型描述水反应金属燃料发动机内部喷雾两相湍流燃烧过程。通过耦合求解气液两相流模型方程,得到发动机燃烧流场。通过模拟Mg与水的反应,分析比较了一次和二次进水方案的不同流场特性。研究结果表明,二次进... 用三维湍流N-S方程及颗粒轨道模型描述水反应金属燃料发动机内部喷雾两相湍流燃烧过程。通过耦合求解气液两相流模型方程,得到发动机燃烧流场。通过模拟Mg与水的反应,分析比较了一次和二次进水方案的不同流场特性。研究结果表明,二次进水方案更有利于火焰稳定和提高燃烧性能。 展开更多

关键词 水反应金属燃料发动机 三维两相燃烧流动 一次进水方案 二次进水方案 火焰稳定

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水反应金属燃料在水蒸气环境下的稳态燃烧特性 被引量：3

18

作者 韩超 夏智勋 +1 位作者 胡建新 马立坤 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期75-78,共4页

为探索高金属含量水冲压发动机的稳态燃烧机理,开展了镁基高金属含量水反应金属燃料在水蒸气氛围下的稳态燃烧试验研究,燃料中金属镁含量高于70%。采用直径0.5 mm的K型热电偶测量燃料燃烧波曲线,并拍摄了火焰图片。结果显示,工作压强2.0... 为探索高金属含量水冲压发动机的稳态燃烧机理,开展了镁基高金属含量水反应金属燃料在水蒸气氛围下的稳态燃烧试验研究,燃料中金属镁含量高于70%。采用直径0.5 mm的K型热电偶测量燃料燃烧波曲线,并拍摄了火焰图片。结果显示,工作压强2.0 MPa时,燃料稳态燃烧的燃面温度约为900.1℃,气相平衡火焰温度约为1 214.9℃;燃烧火焰明亮并紧贴燃面,没有颗粒燃烧形成的火星或轨迹。分析总结了镁基高金属含量水反应金属燃料在水蒸气氛围下的稳态燃烧特性,认为镁颗粒在燃面以熔融状态存在,并与水蒸气在燃面附近进行剧烈的放热反应,水蒸气向燃面的扩散过程是稳态燃烧的关键。 展开更多

关键词 水反应金属燃料 水蒸气 稳态燃烧 燃烧波

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配方参数对镁基水反应金属燃料/水蒸汽反应特性的影响 被引量：3

19

作者 周星 张炜 柳先玮 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期37-41,共5页

采用可视化燃烧实验器模拟发动机的水蒸汽环境,用高速摄影拍摄燃料在水蒸汽中的燃烧过程,并用热电偶测温,研究了燃料配方参数对镁基水反应金属燃料/水蒸汽反应的影响规律。研究结果表明,镁基水反应金属燃料与水反应分快速反应和慢速反... 采用可视化燃烧实验器模拟发动机的水蒸汽环境,用高速摄影拍摄燃料在水蒸汽中的燃烧过程,并用热电偶测温,研究了燃料配方参数对镁基水反应金属燃料/水蒸汽反应的影响规律。研究结果表明,镁基水反应金属燃料与水反应分快速反应和慢速反应两阶段,反应速率随时间和反应程度的增加而降低;镁基水反应金属燃料/水反应的快速反应时间和反应程度是表征燃料/水反应特性的两个关键参数;增加燃料的氧粘比和细镁粉含量、添加Fe类添加剂都可以提高燃料/水反应速率和反应程度,而增大镁含量会使燃料/水反应速率及反应程度降低。保证镁含量60%以上燃料的能量性能、工艺性能和力学性能的前提下,应尽量提高燃料氧粘比和细镁粉含量。 展开更多

关键词 物理化学 镁基水反应金属燃料 水蒸汽 反应特性 配方参数

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镁基水反应金属燃料与水反应模型及数值分析 被引量：2

20

作者 杨栋 张炜 周星 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期111-115,共5页

为研究宽广温度范围内镁基水金属燃料/水反应特性,在总结国内外研究成果的基础上,建立了包含镁/水和碳/水两个主要反应的镁基水反应金属燃料/水反应模型,其中镁/水反应在不同温度段分别采用动力学和扩散分段控制,镁/水扩散燃烧模型考虑... 为研究宽广温度范围内镁基水金属燃料/水反应特性,在总结国内外研究成果的基础上,建立了包含镁/水和碳/水两个主要反应的镁基水反应金属燃料/水反应模型,其中镁/水反应在不同温度段分别采用动力学和扩散分段控制,镁/水扩散燃烧模型考虑部分氧化镁在镁液滴表面凝聚;碳/水反应为反应动力学控制,反应动力学模型依据阿仑尼乌斯公式。采用数值分析方法,研究了水燃比和镁含量对燃料/水和镁/水反应特性的影响规律。研究结果表明:燃料/水反应特性的计算结果与实验值相符;在保证一定燃料自持燃烧温度的基础上,提高镁含量,选择合适的水燃比,有利于提高燃料/水的反应特性,促进燃料/水反应快速、充分的进行。 展开更多

关键词 镁基水反应金属燃料 反应速率 反应程度 数值分析

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