金属粉末燃料发动机燃料供应系统研究

发布时间：2020-05-15 07:48

【摘要】：金属粉末燃料发动机是一种新型的推进系统,其主要优点有能量密度高、比冲大、构造简单、推力可调节和可以多次点火启动等,同时纯金属粉末作为燃料使得发动机的储存和使用更加安全,燃料成本也大大减少。金属粉末燃料供应系统对金属燃料发动机的性能影响很大。本文设计了一种新型的金属燃料供应系统,使用鼓泡流化床将燃料流态化,通过调节流化气入口的压力来控制燃料质量流量。首先使用计算流体力学软件Fluent V.14.5.0对燃料供应系统进行了数值模拟研究。通过数值模拟,得到了质量流量曲线,分析了燃料供应系统的流场,为接下了的燃料供应试验研究提供了理论基础。之后通过数值模拟的方法对燃料质量流量的调节方法进行了检验,使用数据拟合的方法得到了质量流量-压力关系式,结果表明本文提出的金属燃料质量流量调节方法在理论上可行。针对本文提出的金属粉末燃料供应系统设计了一套试验系统,本系统通过使用一个高精度的质量传感器对燃料储罐进行称量,能够得到固相燃料的瞬时质量流量,并且燃料供应系统的收集罐能够模拟真实情况中燃烧室的高压环境。试验结果表明,本文所设计的金属粉末燃料供应系统能够稳定地供应燃料,并且试验具有很好的可重复性。通过进行燃料质量流量调节试验,能够证明本文提出的金属燃料质量流量调节方法在实际中是可行的。
【图文】：

哈尔滨工程大学硕士学位论文公司的 Loftus H.等人[16]使用高氯酸铵/铝粉末对粉末推进剂火箭发动机概念的行了探索研究。所使用的燃料供应系统如图 1.1 所示，粉末燃料放置在燃料储罐挤压粉末燃料，同时在活塞头部装有多孔板，流化气经过多孔板进入储罐将燃通过对比活塞的移动距离与冷流试验时得到的燃料质量流量来确定点火试验时量流量。试验表明，这种结构的供应系统受流化气与燃料的混合比影响，会出应口堵塞从而使燃烧不稳定的现象。对于点火试验，当使用的铝粉颗粒粒径较更稳定。

图 1.2 铝氧金属粉末燃料供应系统示意图[17]深空探测技术手段的不断提高，R.A.Rhein[1和火星的大气中航行的航行器。主要研究火星大气模拟中的点火温度，并且得出了结论。们设计出了使用火星上大气中大量二氧化碳器，1993 年，E Ia Shafirovich 等人[19]设计了统，比较了不同金属以及金属和氢的化合物最大但是其可燃性比较差，最后发现使用S.Goroshin 等人[20]在比较了多种推进系统方金属燃料供应系统如图 1.3 所示，使用活塞节开口大小的流化气入口，流化气同时作为入燃烧室。这套燃料供应系统能够稳定供应人[21]对镁-二氧化碳涡轮喷气发动机进行了研
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V439

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 张小卫;邓建军;程勋志;;新型布风板气流分布数值模拟及分析[J];煤矿机械;2015年06期

2 申慧君;夏智勋;胡建新;缪万波;;粉末燃料冲压发动机理论性能分析[J];推进技术;2007年02期

3 赵卫东,何屏,徐远纲,覃勇付,郭鹏;循环流化床流动数学模型综述[J];云南化工;2005年05期

4 姜忆初;电动鱼雷用动力电源及其发展方向[J];船电技术;2005年05期

5 尹韶平,杨芸;鱼雷总体技术的发展与展望[J];鱼雷技术;2005年03期

6 刘伟;;外军的鱼雷及鱼雷防御技术[J];现代军事;2005年05期

7 甘工昌,高国栋,王进兴;低噪声鱼雷热动力装置设计技术研究[J];鱼雷技术;2005年01期

8 查志武;鱼雷动力技术发展展望[J];鱼雷技术;2005年01期

9 罗凯,党建军,王育才,张宇文;金属水反应水冲压发动机系统性能估算[J];推进技术;2004年06期

10 陈兢;新概念武器——超空泡水下高速武器[J];飞航导弹;2004年10期

相关博士学位论文 前1条

1 李健;气固两相流动参数静电与电容融合测量方法研究[D];东南大学;2016年

相关硕士学位论文 前3条

1 徐珊;生物质流化床的设计与热解制取生物油的研究[D];华中科技大学;2013年

2 韩超;粉末冲压发动机燃料供应系统研究[D];国防科学技术大学;2006年

3 杨小明;流化床气固两相流动的冷态实验及数值模拟研究[D];昆明理工大学;2005年

，

本文编号：2664704