液體火箭發(fā)動機氣氣燃燒及氣氣噴注器技術

出版時間:2012-6  出版社:國防工業(yè)出版社  作者:蔡國飆 等著  頁數(shù):336  字數(shù):419000  

內容概要

氣氣燃燒過程作為液體火箭發(fā)動機中一種新的燃燒模式,首先需要認識其燃燒過程機理、整個混合燃燒過程的物理化學描述和解釋、與噴霧燃燒過程的本質區(qū)別;其次數(shù)值模擬技術和試驗測量技術等都需要重新開發(fā),獲得一種具有指導意義的研究方法;再次需要獲得適用于工程的氣氣噴注器的設計方法。但在氣氣燃燒技術帶來這些難點的同時,是否也帶來了研究和設計上機遇,是需要深入研究的?!兑后w火箭發(fā)動機氣氣燃燒及氣氣噴注器技術(精)》對以上各方面進行了系統(tǒng)全面的論述。
《液體火箭發(fā)動機氣氣燃燒及氣氣噴注器技術(精)》的作者是蔡國飆、汪小衛(wèi)、李茂、高玉閃。

書籍目錄

第1章 概述
1.1 液體火箭發(fā)動機氣氣燃燒的應用背景
1.2 液體火箭發(fā)動機氣氣燃燒的物理化學過程
1.3 液體火箭發(fā)動機氣氣燃燒歷史、發(fā)展和現(xiàn)狀
1.3.1 液體火箭發(fā)動機氣氣燃燒過程機理
1.3.2 液體火箭發(fā)動機氣氣燃燒研究方法
1.3.3 液體火箭發(fā)動機氣氣噴注器設計
參考文獻
第2章 氣氣噴注器試驗技術
第3章 氣氣燃燒的數(shù)值模擬技術
第4章 氣氣燃燒過程機理
第5章 氣氣燃燒流場相似性
第6章 氣氣噴注器推力室性能與傳熱縮尺
第7章 氣氫/氣氧噴注器設計
第8章 富氫/富氧燃氣噴注器設計參數(shù)的影響分析
第9章 富氫/富氧燃氣噴注器優(yōu)化設計
第10章 氣氛/甲烷噴注器設計
第11章 氣氫/氣氧燃燒與氣氫/液氧燃燒對比研究
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁:   插圖:   9.6.2 同軸剪切式多噴嘴氣氣噴注器設計參數(shù)對燃燒長度的影響 圖9—25給出了不考慮噴嘴交互作用下噴嘴設計參數(shù)對燃燒長度的影響。從圖中可以看到,速度比和氧噴嘴出口壁厚增加,燃燒長度減小,燃燒性能提升;氧壓降比增加,燃燒長度增加,燃燒性能下降;并且,速度比影響最為明顯。對于同軸剪切噴嘴,摻混燃燒主要依靠燃料與氧化劑之間的剪切作用,速度比越大,剪切作用越強,摻混燃燒越好,燃燒長度越小。氧壓降比增加,氧噴注速度和噴注動量增加,不利于噴嘴中心的氧化劑與周圍燃料的摻混,燃燒距離加長。氧噴嘴出口端面壁厚增加,稍微增加了氧化劑和燃料的接觸面積,燃燒長度略有縮小。分析結果表明,對于同軸剪切噴注單元,噴嘴設計參數(shù)變化對多噴嘴燃燒室的影響規(guī)律與對單噴嘴燃燒室的影響規(guī)律相似,并且可以看出,噴嘴之間相互作用不明顯。在同軸剪切噴注單元中,每個噴注單元的中心均為氧化劑,外圍均為燃料,噴注單元與噴注單元之間均為燃料接觸,氧化劑始終在噴注單元中心,噴嘴之間相互作用不明顯。圖9—26為氧壓降比和燃氧速度比的交互作用對燃燒長度的影響,從圖示結果可以看出,燃氧比較低時,氧壓降比變化對燃燒長度影響顯著,而燃氧速度比較高時,氧壓降比變化對燃燒長度影響較小,氧壓降比和燃氧速度比交互作用對燃燒長度影響顯著。 表9—22所列數(shù)據(jù)為各個設計參數(shù)及設計參數(shù)之間交互作用對燃燒長度影響。從方差結果可以看到,Dp×W和Rv×W的方差值小于誤差的方差值,說明對燃燒長度的影響非常小,將其歸為誤差,新誤差的方差由原誤差方差和Dp×W、Rv×W的方差值之和,新誤差的自由度為它們之和。從方差分析結果可知,氧壓降比、燃氧速度比,氧噴嘴出口端面壁厚、氧壓降比和燃氧速度比交互作用的F值均大于F0.01,對燃燒長度均有顯著性影響。在同軸剪切噴注單元的多噴嘴燃燒室中,氧壓降比和燃氧速度比交互作用對燃燒性能的影響在優(yōu)化設計中必須考慮。 9.6.3 同軸剪切式多噴嘴氣氣噴注器設計參數(shù)對燃燒室壁面燃氣溫度的影響 圖9—27所示為不考慮交互作用下各設計參數(shù)對燃燒室壁面平均燃氣溫度的影響。隨氧壓降比,燃氧速度比,氧噴嘴出口端面壁厚增加,燃燒室壁面平均燃氣溫度均呈上升趨勢,其中燃氧速度比影響最為顯著。燃氧速度比對燃燒性能影響明顯,燃氧速度比越大,燃燒長度越短,在燃燒室長度一定的條件下,暴露在高溫燃氣中的燃燒室壁面面積越大,燃燒室壁面的平均燃氣溫度增加。對于氧壓降比,雖然燃燒性能隨氧壓降比增加而下降,但是氧壓降比增加,富氧燃氣噴注速度增加,在速度比一定的條件下,富氫燃氣噴注速度增加,噴嘴之間的回流加強,回流使燃燒室前段的燃氣溫度增加,燃燒室壁面平均燃氣溫度增加。氧噴嘴厚度增加燃燒性能略有提升,燃燒室壁面平均燃氣溫度略有提升,但變化幅度很小。圖9—28所示為氧壓降比和燃氧速度比交互作用對燃燒室壁面平均燃氣溫度的影響,從圖示結果可以看出,燃氧速度比較低時,氧壓降比增加,燃燒長度減小,而燃氧速度比較高時,氧壓降比增加燃燒長度增加,該結果說明氧壓降比和燃氧速度比的交互作用對燃燒室壁面平均燃氣溫度的影響顯著。

編輯推薦

《液體火箭發(fā)動機氣氣燃燒及氣氣噴注器技術》講述了液體火箭發(fā)動機是航天運輸最主要的動力來源,而全流量補燃循環(huán)發(fā)動機是具有高性能、高可靠性的液體火箭發(fā)動機,是未來航天運輸動力系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一,特別是對未來可重復使用的運載器動力系統(tǒng),其關鍵技術之一——氣氣燃燒技術——是以往液體火箭發(fā)動機中未曾遇到過的一項新技術。從傳統(tǒng)的噴霧燃燒技術到氣氣燃燒技術和相應的氣氣噴注器技術,是液體火箭發(fā)動機面向未來發(fā)展的一大跨越。

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