連續(xù)旋轉爆震發(fā)動機噴注混合及工作過程研究.pdf

1、旋轉爆震發(fā)動機（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)動機相比，旋轉爆震發(fā)動機一次點火便可持續(xù)工作，且工作頻率高。另外RDE構型簡單緊湊，重量輕。因此RDE逐漸成為高超聲速推進領域中的研究熱點。本文通過數(shù)值模擬、實驗研究等手段，對RDE的噴注混合和工作過程進行了系統(tǒng)的研究。
　　在旋轉爆震發(fā)動機的工作過程中，燃料與氧化劑的混合效果是影響燃燒流場和發(fā)動機性能的一個關鍵因素。本文對旋轉爆震發(fā)動機內的混合過程進行了三維

2、數(shù)值模擬，對多種噴注混合方式進行了研究。結果表明，對于孔-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-縫噴注方式進行了對比。
　　本文對旋轉爆震發(fā)動機的工作過程及當量比、壓力條件等因素對流場和發(fā)動機性能的影響進行了二維數(shù)值模擬研究。研究發(fā)現(xiàn)，在當前噴注壓力下，為了使爆震波持續(xù)傳播，當量

3、比不能低于0.7，當量比在1.1附近時發(fā)動機性能最優(yōu)；為維持爆震波持續(xù)旋轉傳播，預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。
　　本文設計了一套旋轉爆震模型發(fā)動機，可以實現(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行研究。研究了當量比和流量對旋轉爆震發(fā)動機工作過程的影響，并對比研究了不同噴注混合方式對發(fā)動機工作的影響。結果表明：適當提高當量比