ADN/水基凝胶推进剂流变及雾化特性研究

发布时间：2023-03-04 02:55

　　伴随环境问题的逐渐恶化,开发环保推进剂一直是业界目标。其中,二硝酰胺铵基推进剂(ADN)作为一种绿色、无污染的高比冲推进剂,受到了世界各国的广泛关注。同时凝胶推进剂与液体相比,它能长期存储、不易泄露且在储箱中不晃动,在发生碰撞时表现不敏感。而与固体推进剂比较时,又可实现推力可调,多次启动,且比冲相对较高,储存、运输和维护时都很方便,应用前景广泛。目前针对ADN的凝胶态研究较少,没有一个全面的数据支持与特性分析,同时凝胶流体的数值计算模型、雾化效果等都是研究热门仍有许多值得研究的点。为了拓宽ADN的应用领域,填补这方面的空白,本文采用数值模拟与实验相结合的方法,针对ADN/水基凝胶推进剂进行流变及雾化特性研究,主要包括以下内容:首先,根据本文的研究目的,建立了 ADN/水基凝胶推进剂试验系统。选择合适凝胶剂,进行ADN/水基凝胶的制备,制备出不同浓度的凝胶推进剂。利用旋转粘度仪测量凝胶粘度,通过数学求解得到流变指数和粘度系数。之后根据雾化实验要求,设计加工了互击、旋流喷嘴以及储液罐等结构,搭建管路系统,最终建立整个雾化试验系统。综合考虑研究进展,依据本文的研究目的,设计旋流雾化及互击雾化...

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 ADN及凝胶推进剂研究现状
        1.2.2 非牛顿流体流变特性及其对雾化影响
        1.2.3 互击喷嘴的喷雾特性研究现状
        1.2.4 旋流喷嘴的喷雾特性研究现状
    1.3 论文选题目的
    1.4 论文研究内容
2 ADN/水基凝胶推进剂实验系统建立
    2.1 引言
    2.2 ADN凝胶制备及粘度计算
    2.3 ADN/水基凝胶推进剂雾化实验台设计及系统介绍
        2.3.1 离心式喷嘴结构设计
        2.3.2 互击式喷嘴结构设计
        2.3.3 储液箱结构设计
        2.3.4 雾化实验系统介绍
    2.4 ADN/水基凝胶雾化实验方案
        2.4.1 旋流雾化实验方案设计
        2.4.2 互击雾化实验方案设计
    2.5 雾化特性参数提取方法
    2.6 本章小结
3 ADN/水基凝胶推进剂流变特性研究
    3.1 引言
    3.2 数学模型建立
        3.2.1 流动本构方程
        3.2.2 流动控制方程组
        3.2.3 流体粘度
        3.2.4 屈服应力
    3.3 数值方法与验证
        3.3.1 物理模型
        3.3.2 网格及边界条件
        3.3.3 数值算例验证
    3.4 流变计算结果与分析
        3.4.1 收缩圆管长度对流变影响
        3.4.2 收敛角度对流变影响
        3.4.3 突缩突扩管对流变影响
    3.5 本章小结
4 喷射压力对ADN/水基凝胶推进剂旋流雾化特性的影响
    4.1 引言
    4.2 喷射压力对旋流喷雾形态的影响
    4.3 喷射压力对旋流喷雾锥角的影响
    4.4 喷射压力对旋流液膜破碎长度的影响
    4.5 喷射压力对液滴粒径及尺寸分布的影响
    4.6 本章小结
5 喷射系统参数对ADN/水基凝胶推进剂互击雾化特性的影响
    5.1 引言
    5.2 喷射系统参数对喷雾形态的影响的分析
        5.2.1 喷射压力对互击喷雾形态的影响分析
        5.2.2 喷孔直径对互击喷雾形态的影响分析
        5.2.3 撞击角度对互击喷雾形态的影响分析
    5.3 喷射系统参数对喷雾锥角的影响
        5.3.1 喷孔直径对互击喷雾锥角影响的分析
        5.3.2 喷射压力对互击喷雾锥角影响的分析
        5.3.3 撞击角度对互击喷雾锥角的影响分析
    5.4 喷射系统参数对液膜破裂长度的影响
        5.4.1 喷孔直径对互击液膜破裂长度影响的分析
        5.4.2 喷射压力对互击液膜破裂长度影响的分析
        5.4.3 撞击角度对液膜破裂长度的影响分析
    5.5 互击雾化与旋流雾化的雾化效果对比
    5.6 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间发表的学术论文
学位论文数据集



本文编号：3753593