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侵蚀燃烧压力峰的分析

一、引言‘ 固体火箭发动机研制试验中常常出现初始压力峰,如图(1)。初始压力峰的形成,可能存在多方面的因素(如发动机点火不正常、喷管堵塞、装药本身的缺陷、侵蚀燃烧、装药燃烧的瞬变状态的影响等),但是装药的侵蚀燃烧引起的初始压力峰则是经常遇到的问题。尤其现代高性能的固体火箭发动机要求提高装填密度,这种情况下,装药侧表面燃烧的发动机,由于初始通气截面积很小,侵蚀燃烧现象就更加严重,侵蚀燃烧压力峰可能达到很高的数值,对发动机结构强度会带来严重的影响,并能改变发动机内弹道性能曲线。因此,在发动机设计中,正确地简便地估计侵蚀燃烧形成的压力峰值是非常重要的。 本文根据内侧表面燃烧装药通道内一维燃气流动的基本方程,并适当简化假设,分析了侵蚀燃烧压力峰形成的过程,给出了较清晰的图形及物理描述,并在此基础上讨论了侵蚀燃爵压力峰比较简便的予估方法。凡.图〔1)有初始压力峰的p~:曲线46侵蚀燃烧压力峰的分析二、侵蚀燃烧压力峰的形成 连续方程及简化假...  (本文共10页) 阅读全文>>

《推进技术》1985年02期
推进技术

限定侵蚀燃烧压力峰的设计准则

符 号 表 S 燃烧面积 A 通气面积”-了 At 喷管喉部面积 。。。。。。·。、tAt。 、.____玉=上二=0(人) P 燃气压力”A“”“” P 燃气密度 T 燃气温度K。”工 V 燃气流速 __。;__。。——,侵蚀比 推进剂燃速 rn’“一 vP 推进剂比重 — ———。_。—出rZ(J)=一二一 g 重力加速度’”r C D喷管流量系数 pr=p。eJ/p。e ill。装药质量生成量Lv=VV/At 礼 喷管质量流出量 一’二二二兰T二兰 Z以)=人+上 燃烧室轴向变量 一’”‘’”‘’二厂 I 燃燎室工作时间,\,\,、\ 忱(_—。1卜H。l、,、/K一1。、\/1\ v。m摔宫白巾灾积”(人)十一订A‘)(the 燃速压力指数S。=S;+S。 k 比热比 C”推进剂特征速度 装药烧去陶厚L 装药全长度 M 马赫数a 音速,燃速温度系数 R 气体常数 氏eJ有侵蚀时燃烧室头部瞬时平衡压力 P。推进剂密度P。e...  (本文共11页) 阅读全文>>

《航空兵器》1980年05期
航空兵器

复合固体推进剂的侵蚀燃烧:试验和模拟研究

为了测量横向流速高达M二l下的侵蚀燃烧速度,设计了一种试验装置。这种装置已被用来测定了系统改变性能的七种推进剂配方的侵蚀燃烧特性。基于柱状扩散焰弯曲的复合推进剂侵蚀燃烧模型给出了与大范围条件下测得的侵蚀燃烧数据相当好的一致姑果,只是在那些燃料一氧化剂气流混合对燃速不起支配作用的区域不一致。而且发现,推进剂的基本(无横向流动)燃速对横向流的敏感性有决定性的影响(较高燃速的配方具有较小的敏感性),不管这种燃速差别是由氧化剂颗粒尺寸变化、氧化剂/燃料比变化引起还是由于采用了催化剂。用本文所介绍的模型,采用予计发生在试验装置中的流动分布和认为存在于园柱形内孔发动机药柱中的流动分布作了侵蚀燃烧的估算。这些计算结果表明,在这样一类发动机中,某一给定横向沐速下的侵蚀燃烧可能明显地小子一般侵蚀燃烧试验装置中的结果。这个结果对研究把试验装叠的数据推广到实际发动抓情况是非常重要的。 术语表,d,DK .KZ1砂x=氧化剂颗粒直径二流道水力学直径‘‘...  (本文共14页) 阅读全文>>

《沈阳工业学院学报》1984年02期
沈阳工业学院学报

高速旋转固体火箭推进剂侵蚀燃烧问题的研究

一、引言 火药装药的燃烧速度及其交化观律,是固体火箭发动机设计研究中,人们最关心的间题之一。在火箭、导弹.增程火箭的设计中,人们为了获得校大的推力;往往习惯于采用各种结构型式的侧面燃烧装药。人所共知,这种装药普遍存在着侵蚀燃烧现象。〔‘〕〔“〕 侵蚀燃烧对固体火箭发动机的工作特性有显著的影衣;尤阵对推力较大、工作时间较短的小型固体火箭发动机的初始压力峰的影响更为突出。过大的浸浊压力峰不仅影响发动机的性能的稳定性和结构重量;而且,还可能导致发动机爆炸。国此,准确测定与计算发动机中的实际燃速,则是现代高性能固体火箭发动机设计研究中的一个重要课题。 自从192了年摩拉奥(M。了。。;)首次提出侵蚀燃烧概念以来,近半个世纪中,国内外的专家、学者从理沦与实验两个方面;对各种推进剂的侵蚀燃烧做了大量的研究工作。 然而,必须指出的是,以往的研究工作;全是在静止的、非旋转的实验装置或实验发动机巾进行的。可是,存在于实际发功机的侵蚀燃烧,又都是在...  (本文共11页) 阅读全文>>

《工程热物理学报》1985年01期
工程热物理学报

固体推进剂侵蚀燃烧计算显函分析

一、前言 侵蚀燃烧作为一个对固体火箭发动机设计水平密切相关的重要课题,国内外经30年的努力,至今还没能完全掌握它的细节.代表性的理论是L一R公式和K.K.Ku。的化学反应湍流边界层理论等.为更清楚地了解侵蚀燃烧规律性,本文对燃烧表面附近边界层的气流状态,根据已有理论定量作了分析,并由宏观传热理论导出计算侵蚀燃烧速度的理论显式. 二、推进剂表面上方燃气流状态分析 为了解燃气沿表面的流动状态,较复杂的办法是数值解方程组.稳态、二维、有化学反应的湍流边界层的质量方程、动量方程、组分方程、能量方程以及状态方程,经模化后简化如下:、.产、少尹、声、l了、,了l,石2︶J斗团」 一一︸一一,‘邝‘份‘,白,二了f、Z、、Z‘、了、Z‘、 O(p“)/口x+口(poo)/Oy一O;u。“/。x+。,。。u/。,一。/。,[拼。,。“/。,一(,那,/;c,)a;/。x] puoy/。x+;。。。Y/。,一。/。,[(那/S。)。r一。Y/。,...  (本文共3页) 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

固体火箭发动机侵蚀燃烧非稳态过程的数值模拟

侵蚀燃烧效应对固体火箭发动机的性能影响很大,自1927年H.Muraour首次明确提出固体推进剂侵蚀燃烧以来,研究推进剂侵蚀燃烧特性并控制推进剂的侵蚀效应一直是固体火箭发动机领域的重要课题。为此,本文主要内容给出如下:(1)固体火箭发动机点火具的破膜过程是一个强烈非稳态过程,对发动机的影响很大,但是一直被忽视,特别是对点火阶段的侵蚀燃烧效应。应用Fluent计算软件,使用UDF接口,对自由装填药柱发动机模型的点火过程中点火具破膜过程进行了数值模拟,并得到了压强-时间曲线与实验结果较吻合,详细分析了破膜过程引起的发动机内流场的流动特性,对点火的认识和点火具的设计具有借鉴意义。(2)为了进一步研究固体火箭发动机侵蚀燃烧效应,使用Fluent计算软件和UDF接口,采用Zeldovich-Novozhilov方程,耦合移动边界,使用动网格技术求解燃面退移非线性问题,对二维轴对称内孔装药固体火箭发动机进行了侵蚀燃烧的数值模拟,较准确地得到...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

《航空动力学报》1990年02期
航空动力学报

星形内孔装药的非均匀侵蚀燃烧

本文的目的是 :研究非均匀侵蚀燃烧的规律 ,找出非均匀侵蚀燃烧的原因 ,为在内弹道计算中考虑非均匀侵蚀燃烧的影响提供依据。图 1 星孔断面简化图图 2 试验段横断面图一、实验研究1 .实验方案 本文采用试件法来研究异形装药侵蚀燃烧的规律。为了加工试件方便 ,把装药形状简化 ,并取出一个单元星角区来作为研究对象 ,如图 1所示。图中O- M、O- N两面是对称面 ,将 O- M和 O- N所夹的星角区取出 ,做成试件装入试件壳体中如图 2所示。通过研究单元星角内的侵蚀燃烧规律来模拟整个装药。本文选择星形内孔装药的星角数为 7,这样圆心角 α=5 1 .43°。星角 γ共选择了三种 ,即 30°、 45°和 6 0°。因星孔中心圆的半径不变 ,故图 1中尺寸 B是定值。图 3 实验装置图实验采用中止燃烧法测量燃速。图 3是实验装置图 ,圆管形主装药产生的燃气流经收敛段 ,较均匀地进入装有试件的试验段。通过控制 K=Ab/At来控制压...  (本文共6页) 阅读全文>>