自燃推进剂组元液滴的高压平衡蒸发计算模型

本文详细分析了自燃推进剂组元液滴在高温高压燃烧室环境下的蒸发——分解燃烧过程,提出了该种液滴的高压平衡蒸发计算模型.模型考虑了液滴界面移动、非理想气体效应、流体物性的变化以及组元的分解和离解效应.应用本模型计算了UDMH和N2O4液滴在不同介质压力、温度和对流强度下的平衡蒸发常数.计算表明,存在一个介质界限压力,超过这一压力就达到超临界蒸发.对于UDMH,当T_∞=3200°K,Le=1.0时,界限压力P_∞=54大气压,而对于N2O4,P_∞=120大气压.计算还表明,UDMH的蒸发速度远大于N_2O_4的蒸发速度.因而可以得出结论,在一般液体火箭发动机的工作条件下,UDMH为超临界蒸发,而N2O_4为亚临界蒸发,而且发动机的燃烧效率主要受N_2O_4的蒸发速度所控制.这一结论已为发动机试车所证实.     

具有离解反应的推进剂高压蒸发理论探讨

文中提出了具有液相离解反应的推进剂液滴高压蒸发模型,同时还考虑了燃气中极性气体成份对液滴蒸发的影响,并以N_2O_4推进剂液滴为例分析了具有液相离解反应的推进剂蒸发规律。结果表明,此类推进剂高压蒸发并不服从非液相离解反应推进剂的t_b～(?)。规律。模型的提出为液体火箭发动机燃烧室燃烧过程分析提供了新的液滴蒸发理论数据和计算方法。     

一甲基肼的高压蒸发研究

对一甲基肼的高压蒸发进行了研究,计算了一甲基肼液滴温度和半径的变化历程,并对各种不同环境压力下的结果进行了比较。计算了蒸发常数、传热数和传质数,所得结果同已有的实验数据相比较是吻合的,且考虑了不同的Le数对蒸发界限压力的影响,说明了此蒸发模型和计算方法的合理性。所得结论对于分析液体火箭发动机的燃烧过程是重要的。这一方法还可以用来计算其他燃料的蒸发。     

自燃推进剂液体火箭发动机燃烧室设计简化模型

本文提出了一个自燃推进剂液体火箭发动机燃烧室设计简化模型。与 Priem 基本模型不同,本文考虑了燃料分解反应,液滴二次雾化以及燃烧室截面上混合比和流强的不均匀性对燃烧效率的影响。文中导出了计算所需的全部公式,提出了计算程序。应用本方法计算了 C 发动机的燃烧效率。计算效率与试验结果相当符合,其误差在1～5%以内。文中还给出了燃料总蒸发速率和单位长度上的蒸发速率随该发动机燃烧室轴向距离变化的曲线。曲线表明,分解反应,液滴二次雾化和液滴尺寸分布对蒸发速率的影响很大。最后讨论了本模型使用的条件。     

水下航行器不同燃料燃烧性能的仿真研究

为了解热动力水下航行器不同燃料的燃烧性能,利用FLUENT软件,分别对OTTO-Ⅱ单组元燃料和HAP+OTTO-Ⅱ+H2O的三组元燃料在旋转燃烧室内的两相湍流燃烧进行了数值仿真.湍流计算采用标准模型κ-ε、气相燃烧采用ED模型、液相采用离散液滴模型.得到两种燃料在燃烧室内的温度分布,化学反应速率分布、燃烧产物CO2和CO的质量分数分布以及两种燃料液滴的运动轨迹,并对计算结果进行了比较和分析.结果表明,三组元燃料的燃烧性能要优于单组元燃料的燃烧性能,但由于三组元液滴蒸发较慢,对燃烧稳定性造成影响.     

液体推进剂液滴高压蒸发研究

本文改进了现有的液体推进剂液滴高压蒸发模型,提出了一个计算高压下液滴蒸发时环境介质气体在液滴中溶解的子模型,该模型中采用了改进的R-K气体状态方程。利用本模型对丙烷在氮气中的高压蒸发进行了计算。结果表明在高压下液滴蒸发时间随压力和环境温度的增加而减小,当压力超过某临界值时,液滴将达到超临界状态。高压下环境介质气体在液滴中的溶解是非常明显的,并且压力愈高溶解性愈大,因此在推进剂高压燃烧中必须考虑溶解性对于液滴蒸发的影响。     

FY-2型发动机燃烧室计算模型

本文提出了一个液体火箭发动机双组元自燃推进剂高压燃烧过程的计算模型。模型考虑了偏二甲肼的分解反应、四氧化二氮的离解反应、高压蒸发、液滴二次雾化以及燃烧室横截面上混合比和流强分布的不均匀性。应用该模型对FY-2型发动机的三种喷注器结构的燃烧效率及能量释放分布进行了理论计算,计算结果与试车数据和现象相当吻合。     

基于改进经验AM-FM解调的复杂信号瞬时特征分析方法

分析了Hilbert变换在计算复杂单分量信号瞬时特征时存在的不足,研究了一种称为经验AM-FM解调的信号瞬时特征计算方法,并对算法进行了改进.针对其在计算瞬时频率时易受噪声影响的不足,提出将该算法与加权平滑相位差分法相结合来抑制噪声的影响.结合经验模式分解和改进的经验AM-FM解调算法,提出了一种适合复杂多分量信号解调...     

基于瞬时转速多特征融合的内燃机各缸工作状态识别

为分析内燃机瞬时转速波动过程与各缸工作相位的对应关系,进而识别各缸工作状态,提出了基于硬件计数原理的内燃机瞬时转速精确测试方法,在某自行火炮发动机上测取了发动机正常工作、燃烧不良和失火工况下的瞬时转速信号。对信号进行频谱分析,并利用分频带滤波方法分离出电调信号和各缸做功冲击信号,进而提出5个特征参数并计算各特征参数的相对偏差和偏差极性,最后根据不同特征参数的相对偏差幅值和偏差极性分布规律判别各缸工作状态并定位状态异常缸。     

紊流火焰生长的现象学模型

提出了一个紊流火焰生长的现象学模型,将预混合燃烧紊流火焰的生长过程与火焰瞬时尺度和基本的紊流特性参数联系起来,描述了火焰从层流传播到充分发展的紊流传播的全过程。计算结果与测量数据的比较显示了较好的一致性。     

直喷式柴油机机械效率的数值计算与研究

本文应用一个数学模型计算研究直接喷射式柴油机的机械损失和机械效率.这个数学模型模拟了发动机气缸内的整个热力过程,考虑了瞬时传热损失和瞬时摩擦损失.通过数值计算可以求得发动机在各种工况时的机械效率与平均机械损失压力.计算是针对一台12V150L柴油机进行的.文中还研究了参数变化对机械损失和机械效率的影响.     

运动液滴蒸发时传热传质过程的理论分析

对突然置入气体环境中的运动液滴的非稳态蒸发过程进行了传热传质过程的理论分析,建立了初始瞬间液滴非稳态蒸发的数学模型,并对模型进行数值求解.结果表明,在一定情况下,运动液滴突然置于气体环境中的初始瞬间,由于气液界面上与周围环境之间存在较大的浓度差,使得液滴在初始瞬间的蒸发速率很大,将会使气液界面的温度有所下降,这一温度的下降范围与液滴的初始温度、环境的初始温度以及液滴的运动速度有关.     

影响柴油机喷雾数值模拟精度的若干因素分析

为探明影响柴油机喷雾数值模拟精度的若干因素,采用通用商业软件FLUENT对柴油机喷雾特性进行了CFD模拟计算,分别研究了网格尺寸、喷雾粒子数和最大时间步长对油束几何形状及油束贯穿距的影响.结果表明,网格划分的精度和喷雾粒子数量的多少对计算结果的正确性和油束的几何形状有直接的影响,网格尺寸过大或喷雾粒子数过少则喷雾几何形状失真.最大时间步长对数值模拟的精度在一定的范围内影响是比较小的.     

高温气流内雾滴运动与蒸发特性的理论分析

建立了高温气流内雾滴运动与蒸发的数学模型,对雾滴在高温气流内的运动与蒸发特性进行了理论分析。结果表明,雾滴在高温气流内的运动分为变速段和恒速段,雾滴终端速度取决于气流速度;雾滴粒径越小,追随气流运动的能力越强;雾滴在高温气流内蒸发时,粒径随时间呈指数规律递减。     

柴油机自然寿命分析

将柴油机重要运动部件的磨损率和磨损量以及容许磨损量当作随机变量,建立计算这些部件寿命的数学模型,通过计算可得到它们的寿命,从而确定柴油机的自然寿命.与传统的计算方法相比,该方法计算精度高.该方法已用于论证舰船服役年限.     

柴油机缸盖振动信号关联维数的影响因素分析

柴油机缸盖振动信号的关联维数是柴油机健康状况评估的重要参数。在实际工程应用中,关联维数的计算面临着重复性差的问题,通过分析振动信号的截取方法、信号成分以及工况等因素对关联维数计算的影响,较好地解决了关联维数计算重复性差的问题。     

一种计算涡轮增压柴油机高原性能的方法

提出了一种计算涡轮增压柴油机高原性能的方法.这种方法不涉及复杂的数值模拟计算,可以在较宽广的环境压力和环境温度范围预测涡轮增压柴油机的性能,具有较高的计算精度.对两台车用涡轮增压柴油机进行了实例计算,并与试验结果进行了对比.分析了海拔高度变化和温度变化引起的涡轮增压器和发动机性能的变化趋势.     

基于热力学第二定律的直喷式柴油机性能分析

这项研究的目的是发展用热力学第二定律分析柴油机在不同运行工况性能的能力.研究是针对一台12150L型柴油机进行的,以发动机气缸内部压缩、燃烧、膨胀、瞬时传热和换气过程的理论模拟模型为基础,应用热力学第二定律分析,度量各种能量品质的优劣和不可逆损失值,并且与热力学第一定律的能量平衡进行了比较.分别改变循环喷油量、燃烧开始角、燃烧持续期及燃烧品质指数.研究了参数变化对缸内可用能和热力学第一定律效率和第二定律效率的影响.