惠士轩1,钱喜乐2,黄曦1,刘尚3,孙殿龙1,宋乃孟1,闫涛1,齐辉1,刘平安1
摘要: 铝粉燃料水冲压发动机在水下高速推进和空水跨介质领域展现出广阔应用前景,然而过大的粉末喷注速度会导致燃烧室内部火焰无法驻定甚至吹熄。通过试验和数值模拟手段探究了铝粉燃料水冲压发动机的火焰吹熄特性,旨在为发动机的稳定点火工作范围界定以及粉末喷注速度设计提供指导。研究表明,在当前试验工况下发动机近吹熄极限为48 m/s。增加粉末喷注速度降低了颗粒与周围水蒸气掺混度以及氧燃比。在50 m/s低速吹熄工况下,一次进水口前方火焰短暂存在,随后发生吹熄;而60 m/s高速吹熄工况下火焰形成后直接被吹离燃烧室。建立了基于Damk?hler数(Da)的颗粒点火条件分析方法,发现随着喷注速度提高,颗粒Da数下降;稳定火焰工况下点火潜力高于60%,近吹熄时则降至43.6%。近吹熄条件下Da数的典型特征为“端点分布模式”,即低Da数占比显著上升,高Da数颗粒急剧减少,而中值区间变化相对较小。
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