基于非线性动力学的液体火箭发动机高频不稳定燃烧过程

采用非线性动力学方法对液体火箭发动机非线性高频燃烧不稳定工作过程进行了研究。气相控制方程组用欧拉坐标系下的Navier Stokes方程组描述,液相控制方程组在Lagrangian坐标系下进行描述,气、液两相作用通过方程组的源项互相耦合。用高压蒸发理论对火箭发动机喷雾过程进行了描述。采用计算燃烧学的方法对发动机燃烧室内的湍流两相燃烧过程的稳定燃烧状态和高频不稳定燃烧现象进行了数值模拟。通过分析和讨论,得出了火箭发动机高频不稳定燃烧过程的波动过程类似于奇异吸引子的结论。     

环管型燃烧室喷雾燃烧DES模拟

为研究燃气轮机燃烧室内复杂的两相三维湍流燃烧问题,采用基于Realizable k-ε模型的分离涡模拟(DES)方法对环管型燃烧室进行喷雾燃烧数值模拟.数值模拟结果表明:DES模拟在燃烧区发挥出大涡模拟(LES)的作用,能获取结构复杂的流场、温度场和涡量场,其对流场内涡结构的捕捉和分辨能力明显强于传统的RANS(雷诺时均N-S方法)模拟.与实验数据对比发现,DES模拟所得燃烧产物含量和燃烧室出口温度分布更符合.因此,DES方法可用于复杂形状燃烧室的燃烧数值模拟,能够避免RANS模型对湍流脉动进行平均处理导致耗散过大、抹平涡结构的缺点,从而可获取更准确的计算结果.     

数值模拟气/气喷嘴速度比对燃烧性能的影响

为研究应用于全流量补燃循环发动机的不同气/气喷嘴得到的燃烧流场,通过求解NavierStokes方程组,对不同燃料与氧化剂速度比下的流动燃烧过程进行了数值计算,计算结果与实验结果吻合。仿真结果表明:增加速度比能使燃烧火焰面提前,燃烧效率变大。如果发动机的长度受到限制,可以适当增加速度比以实现高效燃烧。     

建筑材料燃烧性能分级新变革

介绍我国建筑材料燃烧性能分级的现状和未来的发展方向,提出引进欧盟的分级体系形成新的分级方法,并进行分析比较。     

Vapor-phase decomposition of dimethyl methylphosphonate (DMMP), a sarin surrogate,in presence of metal oxides

Chemical warfare agents (CWA) are stockpiled in large quantities across the globe. Agents stored in inaccessible facilities need to be destroyed rapidly without dispersing the compounds to surrounding areas. Metal-based energetic formulations are used in such prompt defeat applications to rapidly decompose the CWA by generating a high temperature environment. An alternate, and possibly a more effective decomposition pathway could be provided by chemicidal action of aerosolized condensed combustion products, which typically consist of metal oxides. Toxic fumes that escape the high tem-perature blast zone can be neutralized by smoke generated during combustion, depending on the par-ticle size, surface characteristics, chemical properties, and concentration of this smoke. This review considers relevant experimental and modeling studies quantifying decomposition of CWA comprising organophosphorus compounds and their surrogates on the surface of various metal oxides. Dimethyl methylphosphonate (DMMP), a sarine surrogate, was used most commonly for such experiments. Many reported efforts focused on the mechanisms of adsorption of DMMP to various metal oxides and initial reaction steps cleaving various bonds from the chemisorbed molecules. For selected oxides, these ex-periments were supported by quantum-mechanical calculations. In other studies, the capacity of oxide surfaces to adsorb and decompose DMMP was quantified. In most cases, porous catalysts were used although limited experimental data are available for aerosolized nonporous oxide particles. The reported experimental data applicable to scenarios involving prompt decomposition of CWA are summarized. It is noted that information is lacking describing respective heterogeneous reaction kinetics. Preliminary estimates of aerosolized smoke particle concentrations required to destroy CWA are made considering gas phase diffusion rates and reported values of the oxide capacity to decompose CWA or their surrogates.     

分解炉内煤粉燃烧和CaCO3分解流场的数值模拟

针对国内某大型水泥高性能分解炉,基于Fluent软件,采用有限速率/涡耗散模型模拟了炉内煤粉燃烧和生料分解的湍动多相流场,给出了炉内速度矢量、温度、压力和组分分布,结果显示,炉内流动趋势合理,可为分解炉的研究提供参考.     

测量火焰中氢氧基分布的激光诱导荧光技术

使用平面激光诱导荧光(PLIF)技术测量了不同火焰的氢氧基分布图像,简述了测量原理,讨论了影响测量结果的主要因素,并将测量结果与自发辐射测量结果进行了比较。对PLIF技术在燃烧过程研究中的应用进行了尝试,证明该技术是燃烧分析的有力工具。     

我国内燃机电站的现状分析及展望

分析了我国内燃机电站产品的现状 ,介绍了我国先进发电机组的主要性能和技术水平 ,并对未来内燃机电站市场的需求进行了分析和展望。     

多点喷射空气酒精燃气发生器试验验证

为有效解决现有燃气引射气源存在的诸多缺点,适应一种引射系统大流量、小型化的需要,在综合分析各燃气引射气源方案的基础上,研制了一种以空气、酒精作为推进剂的多点喷射结构的燃气发生器,并开展了多种工况下的试验研究。结果表明:采用的多点喷射方案大大提高了空间利用率,有效满足了引射系统小型化的要求;喷雾性能好,喷雾锥角及粒径优于设计指标要求;点火可靠性高,解决了领域内现有燃气发生器点火可靠性低的缺点;点火迅速,燃烧平稳,可实现较为均匀的出口温度场;燃气发生器工作范围较宽,能在余气系数2.52～4.34范围内稳定燃烧;高效的火焰筒内壁空气冷却方式有效保证了燃气发生器长时间工作运行。     

新型铝水燃烧无人水下航行器混合动力系统优化设计

铝水燃烧无人水下航行器混合动力系统利用铝水燃烧产生的热量来加热水产生高温气流带动涡轮做功从而产生动力,研究表明其具有较高的能量密度。在原混合动力系统基础上,提出三种新的系统方案,分别对其建立数学模型并进行求解,得到并比较各个系统方案净输出功率、能量密度、系统效率等性能参数。计算结果表明:采用直接返回的高温气流与铝进行反应,虽然提高了水蒸气温度,但系统性能有所下降;增加蒸发器和固体换热器系统后充分利用固体氧化剂的热量,使得系统性能提升;采用双燃烧室加壁面冷却换热构型,减少了高温压缩机组件且解决了燃烧室热防护问题,同时系统性能有所提升。研究结果可为今后铝水燃烧无人水下航行器混合动力系统总体设计提供参考。