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水组分对超燃冲压发动机燃烧室性能的影响

作　者: 李卫强
导　师: 乐嘉陵
学　校: 西北工业大学
专　业: 热能工程
关键词: 高超音速超燃冲压发动机污染气体纯净空气水组分
分类号: V235
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 162次
引　用: 1次
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内容摘要

高超音速飞行器是二十一世纪世界航空航天领域发展的重点,是继隐身技术之后军事领域内最重要的进展。高超音速飞行器的动力装置一超音速燃烧冲压发动机的研究已成为当前各军事强国研究的热点。地面实验是研制超音速燃烧冲压发动机的重要手段。地面实验设备必须要模拟高超音速飞行状态下气流的焓、压力、M数和空气中氧气的组分。模拟气流的焓值大多采用燃烧加热方式,但这往往会造成实验气体污染问题,而污染气体的实验结果不能等同于真实气体的实验结果,因此,有必要进行实验气体污染组分对超音速燃烧室燃烧性能的影响研究。本文对氢氧燃烧加热器出口气流在不同温度下对应的水组分体积百分比进行了计算;采用有限速率化学动力模型、Κ-ε湍流模型,数值模拟了纯净空气和污染空气的超音速燃烧室流场和燃烧性能。对比分析结果表明,实验气体中存在水组分有利于超音速燃烧室的点火和火焰稳定,但降低了燃烧效率。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
符号说明  5-9
第一章绪论  9-19
  1.1 引言  9-12
  1.2 地面实验加热方式对比  12-14
  1.3 国内外研究现状  14-17
  1.4 本文的主要工作  17-19
第二章数值计算方法  19-37
  2.1 数值计算方法  19-22
    2.1.1 流场计算基本方程  19-20
    2.1.2 计算格式  20-22
  2.2 输运模型  22-24
  2.3 湍流模型  24-27
  2.4 化学动力学模型  27-34
    2.4.1 氢的化学反应机理(M小于25)  27-30
    2.4.2 有限速率模型  30-32
    2.4.3 化学反应源项计算  32-33
    2.4.4 涡耗散模型  33-34
  2.5 燃烧效率和物性参数的计算  34-37
第三章加热器出口参数计算  37-41
  3.1 燃烧加热器工作原理  37-39
    3.1.1 氢氧燃烧加热器出口组分计算  37-38
    3.1.2 煤油燃烧加热器出口组分计算  38-39
  3.2 本章小结  39-41
第四章超音速燃烧室计算方法算例验证  41-47
  4.1 引言  41
  4.2 边界条件  41-43
    4.2.1 计算边界条件  41-42
    4.2.2 燃料喷射压力计算  42-43
  4.3 算例1  43-45
  4.4 算例2  45-46
  4.5 本章小结  46-47
第五章水组分对超音速燃烧室性能影响研究  47-75
  5.1 引言  47
  5.2 燃烧室构型  47
  5.3 构型1  47-61
    5.3.1 计算边界条件  47-48
    5.3.2 计算结果及对比分析  48-61
  5.4 构型2  61-75
    5.4.1 计算边界条件  61-62
    5.4.2 计算结果及对比分析  62-75
第六章总结与展望  75-77
  6.1 总结  75
  6.2 工作展望  75-77
参考文献  77-81
硕士研究生期间发表的论文  81-83
致谢  83-85
附录  85-87
学位论文知识产权声明书  87

水组分对超燃冲压发动机燃烧室性能的影响

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