鎂基水沖壓發(fā)動機燃燒過程研究

目錄
第1章緒論1
1.1研究背景和技術內涵1
1.1.1研究背景1
1.1.2水沖壓發(fā)動機技術2
1.2相關領域研究進展4
1.2.1水沖壓發(fā)動機技術發(fā)展4
1.2.2鎂顆粒著火與燃燒研究7
1.2.3水反應金屬燃料及其燃燒特性研究10
1.2.4固體推進劑燃燒過程實驗研究11
1.2.5水沖壓發(fā)動機試驗研究14
1.2.6水沖壓發(fā)動機數(shù)值模擬研究16
1.3本書主要研究內容19
第2章水蒸氣中鎂顆粒著火與燃燒過程研究22
2.1引言22
2.2鎂顆粒著火與燃燒試驗方法研究23
2.2.1輕金屬顆粒的著火與燃燒23
2.2.2顆粒著火與燃燒試驗系統(tǒng)設計25
2.2.3試驗方法驗證28
2.3水蒸氣中鎂顆粒著火與燃燒過程試驗研究30
2.3.1鎂顆粒著火與燃燒過程30
2.3.2鎂顆粒著火與燃燒機理35
2.4小結40
第3章水反應金屬燃料穩(wěn)態(tài)燃燒過程研究41
3.1引言41
3.2水反應金屬燃料燃燒試驗系統(tǒng)41
3.2.1試驗系統(tǒng)設計41
3.2.2燃燒器42
3.2.3氣體供應系統(tǒng)44
3.2.4測量與控制系統(tǒng)45
3.2.5試驗過程與數(shù)據(jù)處理方法45
3.3鎂基水反應金屬燃料熱分解特性49
3.3.173型燃料熱分解基本特征49
3.3.273型燃料熱分解歷程51
3.4鎂基水反應金屬燃料穩(wěn)態(tài)燃燒試驗51
3.4.1自維持燃燒基本特征51
3.4.2水蒸氣環(huán)境下穩(wěn)態(tài)燃燒基本特征55
3.4.3燃燒過程與機理分析59
3.5鎂基水反應金屬燃料穩(wěn)態(tài)燃燒模型61
3.5.1物理模型61
3.5.2數(shù)學模型62
3.5.3模型驗證64
3.6鎂基水反應金屬燃料穩(wěn)態(tài)燃燒特性分析66
3.6.1工作壓強的影響66
3.6.2水蒸氣濃度的影響67
3.6.3環(huán)境溫度的影響68
3.7小結70
第4章鎂基水沖壓發(fā)動機試驗與數(shù)值模擬方法研究71
4.1引言71
4.2水沖壓發(fā)動機地面直連試驗方法研究72
4.2.1水沖壓發(fā)動機地面直連試驗設計72
4.2.2水沖壓發(fā)動機地面直連試驗數(shù)據(jù)處理方法研究76
4.3水沖壓發(fā)動機內部燃燒流動數(shù)值計算模型81
4.3.1氣相控制方程81
4.3.2湍流模型83
4.3.3近壁面函數(shù)86
4.3.4氣相湍流燃燒模型88
4.3.5顆粒軌道模型92
4.3.6液滴蒸發(fā)模型94
4.3.7鎂金屬著火與燃燒模型96
4.4水沖壓發(fā)動機數(shù)值模擬方法驗證100
4.4.1試驗實例100
4.4.2數(shù)值模擬過程100
4.4.3結果與討論103
4.5小結107
第5章鎂基水沖壓發(fā)動機點火與內部燃燒過程研究109
5.1引言109
5.2水沖壓發(fā)動機點火過程試驗研究110
5.2.1點火能量的影響111
5.2.2點火時序的影響112
5.2.3水燃比的影響115
5.2.4進水噴注壓降的影響117
5.2.5燃料金屬含量的影響118
5.2.6水沖壓發(fā)動機點火過程與機理分析119
5.3水沖壓發(fā)動機內部燃燒過程研究122
5.3.1水沖壓發(fā)動機燃燒過程理論分析122
5.3.2水沖壓發(fā)動機內部燃燒過程試驗研究125
5.3.3水沖壓發(fā)動機內部燃燒過程數(shù)值分析130
5.3.4水沖壓發(fā)動機分區(qū)燃燒模型134
5.4小結135
第6章鎂基水沖壓發(fā)動機內部燃燒組織方法研究137
6.1引言137
6.2燃燒室長度及進水距離對發(fā)動機內部燃燒過程的影響規(guī)律138
6.2.1燃燒室長度及進水距離設計138
6.2.2不同進水距離的數(shù)值模擬研究142
6.2.3不同燃燒室長度和進水距離的試驗研究149
6.3進水角度對發(fā)動機內部燃燒過程的影響規(guī)律151
6.3.1不同進水角度的數(shù)值模擬研究151
6.3.2不同一次進水角度的試驗研究158
6.4水燃比對發(fā)動機內部燃燒過程的影響規(guī)律161
6.4.1水燃比設計方法161
6.4.2不同水燃比的數(shù)值模擬研究164
6.4.3不同水燃比的試驗研究170
6.5進水霧化特性對發(fā)動機內部燃燒過程的影響規(guī)律173
6.5.1不同進水霧化特性的數(shù)值模擬研究173
6.5.2不同進水霧化特性的試驗研究183
6.6小結184
參考文獻186