镁基水冲压发动机燃烧过程研究
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作者黄利亚等
出版社科学出版社
ISBN9787030704245
出版时间2022-06
装帧平装
开本16开
定价110元
货号29426808
上书时间2024-10-21
商品详情
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导语摘要
超高速鱼雷、跨介质导弹等先进武器系统的发展，对水下推进系统提出了更高要求。水冲压发动机具有能量密度高、比冲大、结构简单且可靠性高等特点，能够大幅提高水下推进系统性能。《镁基水冲压发动机燃烧过程研究》围绕镁基水冲压发动机，采用理论分析、数值模拟与试验研究相结合的方法，重点对发动机内部燃烧流动过程开展了系统深入的研究。通过试验观测获得了水蒸气中镁颗粒着火与燃烧过程、水反应金属燃料稳态燃烧过程的特性与规律，揭示了发动机内部燃烧机理；建立了发动机内部分区燃烧模型和数值仿真方法，分析了发动机点火与燃烧过程；系统考察了进水距离、进水角度、水燃比及其分配，以及进水雾化特性等参数对发动机内部燃烧过程的影响规律，建立了发动机燃烧组织方法，并完成了地面试验验证。
目录
目录
第1章绪论1
1.1研究背景和技术内涵1
1.1.1研究背景1
1.1.2水冲压发动机技术2
1.2相关领域研究进展4
1.2.1水冲压发动机技术发展4
1.2.2镁颗粒着火与燃烧研究7
1.2.3水反应金属燃料及其燃烧特性研究10
1.2.4固体推进剂燃烧过程实验研究11
1.2.5水冲压发动机试验研究14
1.2.6水冲压发动机数值模拟研究16
1.3本书主要研究内容19
第2章水蒸气中镁颗粒着火与燃烧过程研究22
2.1引言22
2.2镁颗粒着火与燃烧试验方法研究23
2.2.1轻金属颗粒的着火与燃烧23
2.2.2颗粒着火与燃烧试验系统设计25
2.2.3试验方法验证28
2.3水蒸气中镁颗粒着火与燃烧过程试验研究30
2.3.1镁颗粒着火与燃烧过程30
2.3.2镁颗粒着火与燃烧机理35
2.4小结40
第3章水反应金属燃料稳态燃烧过程研究41
3.1引言41
3.2水反应金属燃料燃烧试验系统41
3.2.1试验系统设计41
3.2.2燃烧器42
3.2.3气体供应系统44
3.2.4测量与控制系统45
3.2.5试验过程与数据处理方法45
3.3镁基水反应金属燃料热分解特性49
3.3.173型燃料热分解基本特征49
3.3.273型燃料热分解历程51
3.4镁基水反应金属燃料稳态燃烧试验51
3.4.1自维持燃烧基本特征51
3.4.2水蒸气环境下稳态燃烧基本特征55
3.4.3燃烧过程与机理分析59
3.5镁基水反应金属燃料稳态燃烧模型61
3.5.1物理模型61
3.5.2数学模型62
3.5.3模型验证64
3.6镁基水反应金属燃料稳态燃烧特性分析66
3.6.1工作压强的影响66
3.6.2水蒸气浓度的影响67
3.6.3环境温度的影响68
3.7小结70
第4章镁基水冲压发动机试验与数值模拟方法研究71
4.1引言71
4.2水冲压发动机地面直连试验方法研究72
4.2.1水冲压发动机地面直连试验设计72
4.2.2水冲压发动机地面直连试验数据处理方法研究76
4.3水冲压发动机内部燃烧流动数值计算模型81
4.3.1气相控制方程81
4.3.2湍流模型83
4.3.3近壁面函数86
4.3.4气相湍流燃烧模型88
4.3.5颗粒轨道模型92
4.3.6液滴蒸发模型94
4.3.7镁金属着火与燃烧模型96
4.4水冲压发动机数值模拟方法验证100
4.4.1试验实例100
4.4.2数值模拟过程100
4.4.3结果与讨论103
4.5小结107
第5章镁基水冲压发动机点火与内部燃烧过程研究109
5.1引言109
5.2水冲压发动机点火过程试验研究110
5.2.1点火能量的影响111
5.2.2点火时序的影响112
5.2.3水燃比的影响115
5.2.4进水喷注压降的影响117
5.2.5燃料金属含量的影响118
5.2.6水冲压发动机点火过程与机理分析119
5.3水冲压发动机内部燃烧过程研究122
5.3.1水冲压发动机燃烧过程理论分析122
5.3.2水冲压发动机内部燃烧过程试验研究125
5.3.3水冲压发动机内部燃烧过程数值分析130
5.3.4水冲压发动机分区燃烧模型134
5.4小结135
第6章镁基水冲压发动机内部燃烧组织方法研究137
6.1引言137
6.2燃烧室长度及进水距离对发动机内部燃烧过程的影响规律138
6.2.1燃烧室长度及进水距离设计138
6.2.2不同进水距离的数值模拟研究142
6.2.3不同燃烧室长度和进水距离的试验研究149
6.3进水角度对发动机内部燃烧过程的影响规律151
6.3.1不同进水角度的数值模拟研究151
6.3.2不同一次进水角度的试验研究158
6.4水燃比对发动机内部燃烧过程的影响规律161
6.4.1水燃比设计方法161
6.4.2不同水燃比的数值模拟研究164
6.4.3不同水燃比的试验研究170
6.5进水雾化特性对发动机内部燃烧过程的影响规律173
6.5.1不同进水雾化特性的数值模拟研究173
6.5.2不同进水雾化特性的试验研究183
6.6小结184
参考文献186
内容摘要
超高速鱼雷、跨介质导弹等先进武器系统的发展，对水下推进系统提出了更高要求。水冲压发动机具有能量密度高、比冲大、结构简单且可靠性高等特点，能够大幅提高水下推进系统性能。《镁基水冲压发动机燃烧过程研究》围绕镁基水冲压发动机，采用理论分析、数值模拟与试验研究相结合的方法，重点对发动机内部燃烧流动过程开展了系统深入的研究。通过试验观测获得了水蒸气中镁颗粒着火与燃烧过程、水反应金属燃料稳态燃烧过程的特性与规律，揭示了发动机内部燃烧机理；建立了发动机内部分区燃烧模型和数值仿真方法，分析了发动机点火与燃烧过程；系统考察了进水距离、进水角度、水燃比及其分配，以及进水雾化特性等参数对发动机内部燃烧过程的影响规律，建立了发动机燃烧组织方法，并完成了地面试验验证。
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