为探究双组元空间发动机内自燃推进剂喷雾、燃烧和传热特性,首先对现有MMH/N_(2)O_(4)(甲基肼/四氧化二氮)详细燃烧反应机理进行适当简化,提出适用于三维模拟的MMH/N_(2)O_(4)化学反应动力学模型,并在不同工况下对简化机理的准确性进行...为探究双组元空间发动机内自燃推进剂喷雾、燃烧和传热特性,首先对现有MMH/N_(2)O_(4)(甲基肼/四氧化二氮)详细燃烧反应机理进行适当简化,提出适用于三维模拟的MMH/N_(2)O_(4)化学反应动力学模型,并在不同工况下对简化机理的准确性进行了验证;随后,采用流体体积(volume of fluid,VOF)模型对空间发动机内MMH/N_(2)O_(4)射流撞击雾化过程进行了非稳态模拟,并重点分析了直流互击作用下扇形液膜的形成和演变规律;基于以上化学反应机理及液雾分布模拟结果,在欧拉-拉格朗日体系下构建了离散液滴初始分布,并结合部分搅拌反应器湍流燃烧模型,开展了空间发动机内MMH/N_(2)O_(4)喷雾燃烧及流固耦合传热过程的模拟研究.结果表明,空间发动机内推进剂湍流喷射雾化燃烧过程对壁面冷却液膜的形成和发展具有重要影响,冷却液膜主要出现在燃烧室直线段,在高温燃气与固体域之间建立了一个明显的温度缓冲层,从而实现对发动机壁温的保护.展开更多
文摘为探究双组元空间发动机内自燃推进剂喷雾、燃烧和传热特性,首先对现有MMH/N_(2)O_(4)(甲基肼/四氧化二氮)详细燃烧反应机理进行适当简化,提出适用于三维模拟的MMH/N_(2)O_(4)化学反应动力学模型,并在不同工况下对简化机理的准确性进行了验证;随后,采用流体体积(volume of fluid,VOF)模型对空间发动机内MMH/N_(2)O_(4)射流撞击雾化过程进行了非稳态模拟,并重点分析了直流互击作用下扇形液膜的形成和演变规律;基于以上化学反应机理及液雾分布模拟结果,在欧拉-拉格朗日体系下构建了离散液滴初始分布,并结合部分搅拌反应器湍流燃烧模型,开展了空间发动机内MMH/N_(2)O_(4)喷雾燃烧及流固耦合传热过程的模拟研究.结果表明,空间发动机内推进剂湍流喷射雾化燃烧过程对壁面冷却液膜的形成和发展具有重要影响,冷却液膜主要出现在燃烧室直线段,在高温燃气与固体域之间建立了一个明显的温度缓冲层,从而实现对发动机壁温的保护.
