連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注混合及工作過程研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)（RDE）利用爆震方式組織燃燒，熱循環(huán)效率高。與脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)相比，旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)一次點(diǎn)火便可持續(xù)工作，且工作頻率高。另外RDE構(gòu)型簡(jiǎn)單緊湊，重量輕。因此RDE逐漸成為高超聲速推進(jìn)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。本文通過數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)研究等手段，對(duì)RDE的噴注混合和工作過程進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　在旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程中，燃料與氧化劑的混合效果是影響燃燒流場(chǎng)和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一個(gè)關(guān)鍵因素。本文對(duì)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的混合過程進(jìn)行了三維

2、數(shù)值模擬，對(duì)多種噴注混合方式進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，對(duì)于孔-縫噴注方式，燃料噴注壓力越高、噴注角度越小，沿流向的混合效率越低；在保證燃料總噴注面積不變的情況下，噴孔數(shù)目越多，沿流向的混合效率越高。文中還研究了孔-孔、孔-縫-孔等噴注方式，并與常用的孔-縫噴注方式進(jìn)行了對(duì)比。
　　本文對(duì)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程及當(dāng)量比、壓力條件等因素對(duì)流場(chǎng)和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響進(jìn)行了二維數(shù)值模擬研究。研究發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前噴注壓力下，為了使爆震波持續(xù)傳播，當(dāng)量

3、比不能低于0.7，當(dāng)量比在1.1附近時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)性能最優(yōu)；為維持爆震波持續(xù)旋轉(zhuǎn)傳播，預(yù)混氣的噴注壓力存在上下限，且隨著噴注壓力的提高，爆震波傳播過程中不穩(wěn)定性增加。
　　本文設(shè)計(jì)了一套旋轉(zhuǎn)爆震模型發(fā)動(dòng)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)多種噴注混合方式。采用了H2/Air、H2/O2等多種燃料-氧化劑的組合形式，主要通過壓力分析進(jìn)行研究。研究了當(dāng)量比和流量對(duì)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程的影響，并對(duì)比研究了不同噴注混合方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響。結(jié)果表明：適當(dāng)提高當(dāng)量比