掺混臭氧对CH 4 -O 2 预混气体爆轰波传播特性影响

发布时间：2023-04-05 00:27

　　脉冲爆轰发动机利用间歇或脉冲式爆轰波产生的高温、高压燃气作为动力,是一种新概念推进系统。它具有热循环效率高、结构简单、比冲高、成本低和适用范围广等优点,是未来高速飞行器的理想动力之一。如何形成稳定的爆轰波是脉冲爆轰发动机的技术难题,缓燃向爆轰转捩(Deflagration to Detonation,简称DDT)是常用方法之一。为缩短DDT距离,本文在长1 m,内径分别为3 mm、5 mm和7 mm的毫米级玻璃圆形管道中,利用高速摄影技术对爆轰波的传播特性进行了实验研究,采用高速数码相机获得了预混气体在管道中燃烧时的火焰阵面传播图,并重点分析了掺混臭氧对甲烷-氧气预混气体中爆轰波起爆距离及火焰传播速度的影响。本文的主要研究内容和创新点如下:(1)研究了初始压力对甲烷/氧气预混气体火焰传播特性的影响。在化学当量比条件下,研究了直径为3 mm管道内甲烷和氧气的预混火焰的传播特性,并获得了初始压力对传播特性的影响规律。结果表明:随着初始压力的降低,管道内火焰的传播状态依次呈现速度振荡较大的不稳定爆轰传播模式、驰振爆轰传播模式和快速火焰等传播模式;稳定起爆后,随着压力的升高,起爆距离不断缩短,...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 脉冲爆轰发动机的工作原理
        1.2.1 脉冲爆轰发动机的工作过程
        1.2.2 爆轰基本模型
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 管道条件对预混气体DDT过程的影响
        1.3.2 初始条件对预混气体爆轰特性的影响
        1.3.3 研究现状小结
    1.4 本文主要研究内容及工作
第二章 实验装置与测试仪器
    2.1 实验系统介绍
        2.1.1 爆轰管
        2.1.2 点火系统设计
        2.1.3 配气及充气过程
        2.1.4 配气系统主要设备
        2.1.5 高速摄影拍摄系统
    2.2 实验前准备及操作
        2.2.1 气密性检查
        2.2.2 实验操作过程
    2.3 实验结果后处理方法简介
    2.4 实验重复性检验
    2.5 本章小结
第三章 初始压力和掺氢对爆轰波传播特性的影响
    3.1 低压下爆轰波传播模式
        3.1.1 稳定传播模式
        3.1.2 不稳定爆轰模式
        3.1.3 驰振爆轰传播模式
        3.1.4 快速火焰
    3.2 初始压力对稳定传播模式下的爆轰特性影响
        3.2.1 初始压力对起爆距离和火焰传播速度的影响
        3.2.2 初始压力对爆轰波速度亏损的影响
    3.3 掺氢对爆轰波传播特性的影响
        3.3.1 掺氢比对稳定火焰传播速度的影响
        3.3.2 掺氢比对爆轰波起爆距离的影响
        3.3.3 掺氢比对可爆范围的影响
    3.4 本章小结
第四章 掺混臭氧对甲烷/氧气混合气DDT特性的影响
    4.1 臭氧对火焰传播特性的影响
    4.2 掺混不同浓度臭氧对DDT的影响
    4.3 管径对掺混臭氧混合气中DDT的影响
        4.3.1 管径对爆轰波起爆距离影响
        4.3.2 管径对爆轰波传播特性的影响
    4.4 初始压力对掺混臭氧混合气中火焰传播速度的影响
    4.5 本章小结
第五章 掺混臭氧对掺氢甲烷/氧气混合气中DDT影响探究
    5.1 臭氧对2CH₄+2H₂+5O₂ 混合气DDT影响
        5.1.1 掺混臭氧对火焰传播速度的影响
        5.1.2 掺混臭氧对DID和火焰平均传播速度影响
    5.2 管径对掺混臭氧混合气中DID和爆轰波传播速度影响
    5.3 掺混臭氧对1CH₄+2O₂和2CH₄+2H₂+5O₂ 混合气中DID影响对比
    5.4 掺混臭氧对混合气临界压力的影响
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文主要研究内容与结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间成果



本文编号：3782354