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《超燃冲压发动机燃烧室中双凹腔对引导氢分布的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、国防科技大学学报第31卷第2期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.31No.22009文章编号:1001-2486(2009)02-0005-05X超燃冲压发动机燃烧室中双凹腔对引导氢分布的影响1刘娟,潘余,刘卫东,王振国(国防科技大学航天与材料工程学院,湖南长沙410073)摘要:为了研究超燃冲压发动机燃烧室中多个凹腔对气体燃料分布的影响,运用数值仿真的方法模拟了引导氢(氢气作为引导气体引燃煤油)的分布情况。从三个方面对仿真结果进行分析,首先对比了串联凹腔燃烧室和单凹腔燃烧室中的
2、燃料分布,结果表明后凹腔的存在使得双凹腔燃烧室下游的氢气射流中心更偏向主流;其次比较了前后凹腔同一位置的燃料分布情况,结果表明前凹腔中氢气在展向方向分布更广,后凹腔中氢气在横向方向分布更宽;最后对比了并联凹腔燃烧室和单凹腔燃烧室内的燃料分布情况,结果表明并联凹腔对气体燃料的分布影响不大。关键词:超燃冲压发动机;双凹腔;引导氢;氢气分布中图分类号:V235121文献标识码:ATheInfluenceofDual-cavityonPilotHydrogenDistributioninScramjetCombustorLIUJuan,PANYu,LI
3、UWe-idong,WANGZhen-guo(CollegeofAerospaceandMaterialEngineering,NationalUniv.ofDefenseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Inordertoinvestigatetheinfluenceofmult-icavityongasfueldistributioninscramjetcombustor,thenumericalsimulationwasusedtoanalyzethepilothydrogenjet,whi
4、chwasusedtopilotkeroseneintocoldflowinscramjet.Theanalysiswasconductedinthreeaspects:firstly,dua-lcavitycombustorwithcavitiesintandemwascomparedwithsingle-cavitycombustor,withtheresultshowingthatthecenterofhydrogenjetleanstothemainstreambecauseofthedownstreamcavity.Secondly,
5、indua-lcavitycombustorwithcavitiesintandem,upstreamcavitywascomparedwithdownstreamcavityinfueldistribution.TheresultrevealsthathydrogenspreadsmoreextensivelyintheZaxisdirectioninupstreamcavity,whileitspreadswiderinYaxisdirectionindownstreamcavity.Finally,thedua-lcavitycombus
6、torwithcavitiesinparallelwascomparedwithsingle-cavitycombustor.Theresultindicatesthatcavitywhichisinthebottomwallhasnoinfluenceongasfueldistribution.Keywords:scramjet;dua-lcavity;pilothydrogen;hydrogendistribution[1]超燃冲压发动机中的点火方式有很多种,常见的有:机械节流式点火;火炬点火;引导氢辅助点火。引导氢辅助点火利用氢气自燃(或
7、火花塞引燃的方式)产生的火焰来点燃煤油。氢气作为引导煤油燃烧的燃料,其流量和当量比较小。引导氢的分布情况对于氢气初始火焰有一定的影响,进而影响到煤油的火焰分布。因此,分析引导氢的分布情况对于研究煤油的燃烧有着重要作用。[2]凹腔是超燃冲压发动机中增强混合的重要装置,在凹腔研究方面,Burnes等发现,发生在凹腔内部的非稳态压力振荡会诱发大尺度拟序结构,这些大尺度结构以一定的频率从凹腔后缘脱落,有助于增[3]强可压缩流中燃料与空气的混合。孙明波运用混合RANSPLES方法对超燃冲压发动机中凹腔的质量交换特性进行了非定常数值模拟,得出凹腔的长深比和
8、后沿倾角对凹腔质量交换过程有较大的影响,凹[4]腔的驻留时间随着长深比的增加而增加的结论。在多凹腔混合方面,Adam等运用PLIF的试验方法比较了凹腔
