气动阀门结构煤油∕空气脉冲爆震发动机试验

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1、第43卷第6期2011年12月南JournalO尿fNanji航空航天大学学报V01．43ngUniversityofAeronautics&AstronauticsDec．气动阀门结构煤油／空气脉冲爆震发动机试验何小明王家骅张靖周(南京航空航天大学能源与动力学院，南京，210016)摘要：以煤油为燃料、空气为氧化荆，采用气动阀门结构进气，组合结构障碍物强化燃烧和双半V型障碍物加强激波反射，在内径100mm，长为1340mm的爆震管内进行大量的爆震试验，实现工作频率58．8Hz协调工作。研究爆震室内主要部件在不

2、同工作阶段的功能，并分析主要部件的工作机理，分析了煤油／空气两相可燃混气形成过程，研究煤油／空气脉冲爆震发动机爆震波特性，获得煤油／空气脉冲爆震发动机协调工作关键技术。研究结果为煤油／空气脉冲爆震发动机原理样机设计提供了理论基础。关键词：脉冲爆震发动机；爆震燃烧；气动阀；强化燃烧中图分类号：V235．22文献标识码：A文章编号：1005—2615(2011)06—0713—05ExperimentofKerosene／AirPulseDetonationEnginewithAero—valveStructure

3、No．62011HeXiaoming，WangJiahua，ZhangJingzhou(CollegeofEnergyandPowerEngineering，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Multi—cyclepulsedetonationexperimentswithheatedairfilledandliquidkerosenefuelinject—edbyaero—valveandacce

4、leratingcombustionbycombinedintensifyingcombustionassemblyarecarriedoutinadetonationtubewith100mmininnerdiameterand1340mminlength，andthepulsedetona—tionenginecanoperateatafrequencyupto58．8Hz．Thefunctionandprincipleofmainpartsinthedetonationchamberareanalyzed

5、withdifferentoperationprocessofpulsedetonationengine．Theforma—tionmechanismoftwo—phasecombustiblemixtureandthedetonationwavepropertiesareinvestigated．Thekeytechnologiesofharmonyoperationofkerosene／airpulsedetonationengineareobtained．Keywords：pulsedetonatione

6、ngine；detonativecombustion；aero—valve；intensifyingcombustion脉冲爆震发动机(Pulsedetonationengine，PDE)是基于爆震燃烧的新概念发动机，是当前倍受关注的新型非稳态动力装置。不仅可以作为独立的推进装置，还可以作为涡喷或涡扇发动机的加力装置，为亚声速和超声速飞行状态的飞行器提供动力呻]。Achasov[43等人进行了钝体气动阀的PDE试验研究，研究了强化紊流作用，通过凹槽面激波汇聚作用，超声速喷射作用等提高爆震的成功起爆，采用氮气稀释

7、的H：／o：和C：H：／o：混合物，研究了不同氮气稀释率的可燃混气的爆震性能。文献E53采用螺旋安置在爆震管中加速DDT实现，Kasa—hara[61在爆震管第一部分安装Shchelkin螺旋加速火焰传播，实现H。／o。混合物的DDT过程。LeeE7]进行了许多DDT过程的相关参数研究，如障碍物的堵塞比，间距等。在长1650mm，宽45mm的方管中安装圆形平板障碍物实现乙烯／空气混合物的DDT过程。根据PLIF和纹影图像显示，平板障碍物提高了爆震室内的紊流强度，促进火焰加速，未燃混气中局部热爆炸更进一步加速火焰

8、传播，试验收稿日期：2011—04—20；修订日期：2011—06—30通讯作者：何小明，男，博士研究生，讲师，1972年生，E—mail：vehicle@nuaa．eud．an。714南京航空航天大学学报第43卷中发现火焰传播速度必须增加到CJ速度的一半左右才可以实现DDT过程，平板障碍物堵塞比在0．3～o．6之间能够有效增加火焰传播速度，流动阻力损失可以接受。CooperEsJ研究