偏二甲肼液滴燃烧特性及影响因素实验研究

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1、第40卷第5期火箭推进v01．40。№．52014年10月JOURNALOFROCKETPROPULSION0ct．2014偏二甲肼液滴燃烧特性及影响因素实验研究尹婷1，聂万胜2，何浩波z(1．装备学院研究生院，北京101416；2．装备学院航天装备系，北京101416)摘要：设计了一套密闭环境液滴燃烧实验系统，开展了不同实验工况下偏二甲肼(UDMH)液滴在四氧化二氮(NTO)环境中的着火燃烧实验，详细分析了UDMH单液滴着火燃烧特性，考察了燃烧室温度、压力、液滴初始直径及速度对燃烧过程的影响。结果表明。液滴燃烧经历了初始燃烧阶段，剧烈燃烧阶段和熄燃阶段3个过程。其中，初始燃烧阶段和熄燃阶段

2、的持续时间均较长。燃烧过程中，燃烧火焰呈现出明显的双火焰峰结构，内层为规则的椭圆形分解火焰峰，外层为带有尾迹火焰的扩散火焰峰。增加燃烧室温度促使液滴表面与内部的燃料快速蒸发，形成了充足的燃料蒸气环境，有助于液滴的着火燃烧；燃烧室压力的增加加快了反应速度，减少了液滴生存时间；增大液滴下落速度导致液滴表面蒸发流率得到增强，更易产生足够的燃料蒸气，促进燃烧的进行，从而有助于液滴生存时间的减小。关键词：偏二甲肼；液滴燃烧过程；燃烧实验；燃烧特性研究中图分类号：V433．9—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2014)05—0029—08Experimentalstudyoncombus

3、tioncharacteristicsofUDMHdropletandinfluencefactorsoncombustionYINTin91，NIEWan—shen92。HEHao—b02(1·DepartmentofPostgraduate，EquipmentAcademy，Beijing101416，China；2·DepartmentofAerospaceEquipment，EquipmentAcademy，Beijing101416，China)Abstract：Anintegratedexperimentsystemusedforsingledropletcombustionof

4、hypergolicpropellantwasestablished．TheexperimentsofUDMHdropletburningindinitrogentetroxidewerecarraedoutindifferenttemperatureandpressureconditions．ThecombustioncharacteristicsofUDMHsingledropletareanalyzed．Theeffectsofchambertemperature，pressure，initialdiameterOfdropletandvelOcityoncombustionproce

5、ssareinvestigatedcarefully．Theresultsshowthatthecombustionprocessofdropletshasexperiencedthreeperiods，initialcombustionperiod．intense∞mbustionperiodandextinctcombustionperiod．Intheburningprocess，thecombustionn锄edisplaysdoubleflamefrontstructureobviously，theinneristhedecomposedflamefrontandtlleouter

6、isthediffusedflamefrontwithwakeflame．Increasingthechambertemperatureorpressure，or收稿日期：2014—06—23；修回日期：2014—07—25基金项目：国家自然科学青年基金(51206185)作者简介：尹婷(1990一)，女，硕士，研究领域为液体火箭发动机30火箭推进2014年10月enhancingthevelocityofdroplet，canimprovethecombustionrateofhypergolicpropellant，anddecreasethelifetimeofdroplet．K舒$w

7、ords：UDMH；dropletcombustionprocess；combustionexperiment；investigationofcorn—bustioncharacteristic0引言液体火箭发动机以其比冲高、推力大、可靠性高、可多次启动、推力大小可调节及结构质量小等特点，成为液体弹道导弹和现代大型运载火箭的主要动力装置[11。现有的液体火箭发动机很多都采用自燃推进剂，偏二甲肼(UDMH)作为