复合底排推进剂点火燃烧特性研究
发布时间：2021-12-30 12:34
底排装置的工作效能主要表现在其复合推进剂燃烧稳定性、一致性与高效性。本文主要针对某AP/HTPB底排复合推进剂的点火燃烧性能进行了研究,并计算分析了A1化AP/HTPB复合推进剂的燃烧特点。主要研究工作如下：（1）采用差示扫描量热法与准稳态导热法测定了某AP/HTPB底排复合推进剂的比热容与导热系数；利用扫描电镜并结合图像处理技术,分析了该型推进剂的AP颗粒粒度及粒径分布特征,为计算分析其点火燃烧特性提供了基础数据。（2）利用二氧化碳固体激光器对某AP/HTPB底排复合推进剂进行了点火试验研究；基于含能材料激光点火模型,研究了该底排复合推进剂在常温、1atm环境下的点火延迟时间,计算分析了点火延迟时间与点火能量的关系。（3）结合AP/HTPB复合推进剂的燃速模型,研究了AP颗粒粒度对推进剂燃速的影响及对燃烧结构的影响；分析了Al化AP/HTPB合推进剂燃速的影响因素,提出了多层底排药柱结构的设想,有望提高底排装置的效能。（4）基于AP/HTPB复合推进剂的燃烧化学反应动力学模型,利用CHEMKIN软件对AP/HTPB复合推进剂的气相反应情况进行了数值模拟,并分析了8种当量比情况下AP/...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
底排装置结构示意图
可l计并制造药柱(推进剂)，对制造的药柱(推进剂)要反复进行各后，以这些试验结果为基础，决定药柱(推进剂)设计需要的参数，设计，表示药柱(推进剂)燃烧特性的重要特性值主要是比冲和燃速火箭或底排发动机，在固体推进剂中加入部分金属颗粒可有助于提高和推进剂密度，然而比冲是火焰温度和燃烧产物的分子量的函数卜‘火焰的温度和燃烧产物的分子量可改善燃气射流的特性和固体发动能。化AP/HTPB复合底排推进剂是一种改性的推进剂，AP颗粒和Al粒地分散在粘合剂HTPB的弹性基体中，从而形成一种多相混合的异质。AP颗粒的粒度一般是不同的，AP颗粒的大小和分布对推进剂的燃影响，颗粒越细，燃速越快;反之，燃烧越慢[”]。图1.2是Al化AP/体推进剂的细观结构示意。
容易形成氧化铝薄膜，故不可能燃烧殆尽。随着推进剂表面的连续燃烧后退，微团自然而然就完全脱离下来，这样就使燃烧流场变成典型的气一固(粒)两相流。图 1.3是铝粒子在推进剂中的燃烧流程示意[l6]，而图1.4是 vishalsrinivas通过高速摄像拍摄到的铝粒子形成微团进而脱离推进剂表面的示意[’7〕。推推进剂中单个铝粉颗 粒粒维维持单个铝粒子 子 子与领近的其它铝粒子子 发 发 发 发生凝聚 聚 离离开推进剂表面面面在推进剂表面被点火火火离开推进剂表面面 面在推进剂表面被点火火 但 但未被点火 火火 火火 但未被点火 火 火 火 在在气相区中燃烧 烧 烧在推进剂表面燃烧烧 烧在气相区中燃烧 烧烧在推进剂表面燃烧烧图1.3复合固体推进剂中铝粒子的燃烧流程图通︸馨篡翼藻一馨雏潇飞髦 00000003乃r” 333333巧m， ___薰薰 薰薰愿 愿愿杰 杰跳跳韶淤麟翅城城陇弓甲钾娜写娜琴l砚 砚砚 砚砚 砚鳗凡澎酝翩—。龙5理n称。5汀奋‘一—一氏 75ms(b)图1.4铝粒子微团形成过程1.2国内外研究状况自从高效能的AP复合推进剂问世以来，国内外的学者们提出很多相关的稳态燃烧模型。这些模型总体可归纳为两大类:1)凝聚相型燃烧模型，认为凝聚相的放热反应对整个推进剂燃烧过程起着关键作用，这类模型已经在很多实验中得到证实;2)气相型燃烧模型，它认为维持推进剂燃烧所需的热量全部是由气相反应的放热所供给
【参考文献】：
期刊论文
[1]底排药剂热分析试验研究[J]. 陈明华,崔洪营,王卫民. 科学技术与工程. 2010(14)
[2]差示扫描量热仪和激光导热仪联用测定材料导热系数[J]. 邓元,魏晓星,何淑淀,蒋剑雄,来国桥. 杭州师范大学学报(自然科学版). 2010(03)
[3]一种两相流点火模型及数值模拟[J]. 周彦煌,张领科,陆春义,余永刚. 兵工学报. 2010(04)
[4]底排装置工作不一致性对射程散布影响的研究[J]. 张领科,周彦煌,余永刚. 兵工学报. 2010(04)
[5]基于BDP多火焰模型的简化复合固体推进剂燃烧数值分析[J]. 杨月诚,周志清,周伟,马昌兵. 固体火箭技术. 2010(02)
[6]固体火箭发动机燃烧室凝相粒子的收集与分析[J]. 刘佩进,白俊华,杨向明,赵智博. 固体火箭技术. 2008(05)
[7]聚集状态对固体火箭发动机颗粒粒度分布的影响[J]. 李江,娄永春,刘洋,王希亮,陈剑. 固体火箭技术. 2005(04)
[8]激光点火过程的一维有限差分模拟[J]. 胡艳,叶迎华,沈瑞琪. 激光技术. 2001(05)
[9]AP/HTPB底排药柱点火试验研究[J]. 潘功配,李毅,张炎清. 含能材料. 2001(02)
[10]影响Al2O3凝相尺寸分布的因素[J]. 张明信,王国志,魏剑维,张宏安,丰善,王晓霞. 推进技术. 2001(03)
硕士论文
[1]固体火箭发动机点火过程数值分析[D]. 王玲玲.哈尔滨工程大学 2008
[2]复合固体推进剂燃烧机理及燃速预估程序研究[D]. 汪少平.南京理工大学 2007
[3]激光与含能材料相互作用机理研究[D]. 沈美.南京理工大学 2004
[4]含能材料激光点火过程的模型建立及其数值计算[D]. 王震.南京理工大学 2004
本文编号：3558205
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
底排装置结构示意图
可l计并制造药柱(推进剂)，对制造的药柱(推进剂)要反复进行各后，以这些试验结果为基础，决定药柱(推进剂)设计需要的参数，设计，表示药柱(推进剂)燃烧特性的重要特性值主要是比冲和燃速火箭或底排发动机，在固体推进剂中加入部分金属颗粒可有助于提高和推进剂密度，然而比冲是火焰温度和燃烧产物的分子量的函数卜‘火焰的温度和燃烧产物的分子量可改善燃气射流的特性和固体发动能。化AP/HTPB复合底排推进剂是一种改性的推进剂，AP颗粒和Al粒地分散在粘合剂HTPB的弹性基体中，从而形成一种多相混合的异质。AP颗粒的粒度一般是不同的，AP颗粒的大小和分布对推进剂的燃影响，颗粒越细，燃速越快;反之，燃烧越慢[”]。图1.2是Al化AP/体推进剂的细观结构示意。
容易形成氧化铝薄膜，故不可能燃烧殆尽。随着推进剂表面的连续燃烧后退，微团自然而然就完全脱离下来，这样就使燃烧流场变成典型的气一固(粒)两相流。图 1.3是铝粒子在推进剂中的燃烧流程示意[l6]，而图1.4是 vishalsrinivas通过高速摄像拍摄到的铝粒子形成微团进而脱离推进剂表面的示意[’7〕。推推进剂中单个铝粉颗 粒粒维维持单个铝粒子 子 子与领近的其它铝粒子子 发 发 发 发生凝聚 聚 离离开推进剂表面面面在推进剂表面被点火火火离开推进剂表面面 面在推进剂表面被点火火 但 但未被点火 火火 火火 但未被点火 火 火 火 在在气相区中燃烧 烧 烧在推进剂表面燃烧烧 烧在气相区中燃烧 烧烧在推进剂表面燃烧烧图1.3复合固体推进剂中铝粒子的燃烧流程图通︸馨篡翼藻一馨雏潇飞髦 00000003乃r” 333333巧m， ___薰薰 薰薰愿 愿愿杰 杰跳跳韶淤麟翅城城陇弓甲钾娜写娜琴l砚 砚砚 砚砚 砚鳗凡澎酝翩—。龙5理n称。5汀奋‘一—一氏 75ms(b)图1.4铝粒子微团形成过程1.2国内外研究状况自从高效能的AP复合推进剂问世以来，国内外的学者们提出很多相关的稳态燃烧模型。这些模型总体可归纳为两大类:1)凝聚相型燃烧模型，认为凝聚相的放热反应对整个推进剂燃烧过程起着关键作用，这类模型已经在很多实验中得到证实;2)气相型燃烧模型，它认为维持推进剂燃烧所需的热量全部是由气相反应的放热所供给
【参考文献】：
期刊论文
[1]底排药剂热分析试验研究[J]. 陈明华,崔洪营,王卫民. 科学技术与工程. 2010(14)
[2]差示扫描量热仪和激光导热仪联用测定材料导热系数[J]. 邓元,魏晓星,何淑淀,蒋剑雄,来国桥. 杭州师范大学学报(自然科学版). 2010(03)
[3]一种两相流点火模型及数值模拟[J]. 周彦煌,张领科,陆春义,余永刚. 兵工学报. 2010(04)
[4]底排装置工作不一致性对射程散布影响的研究[J]. 张领科,周彦煌,余永刚. 兵工学报. 2010(04)
[5]基于BDP多火焰模型的简化复合固体推进剂燃烧数值分析[J]. 杨月诚,周志清,周伟,马昌兵. 固体火箭技术. 2010(02)
[6]固体火箭发动机燃烧室凝相粒子的收集与分析[J]. 刘佩进,白俊华,杨向明,赵智博. 固体火箭技术. 2008(05)
[7]聚集状态对固体火箭发动机颗粒粒度分布的影响[J]. 李江,娄永春,刘洋,王希亮,陈剑. 固体火箭技术. 2005(04)
[8]激光点火过程的一维有限差分模拟[J]. 胡艳,叶迎华,沈瑞琪. 激光技术. 2001(05)
[9]AP/HTPB底排药柱点火试验研究[J]. 潘功配,李毅,张炎清. 含能材料. 2001(02)
[10]影响Al2O3凝相尺寸分布的因素[J]. 张明信,王国志,魏剑维,张宏安,丰善,王晓霞. 推进技术. 2001(03)
硕士论文
[1]固体火箭发动机点火过程数值分析[D]. 王玲玲.哈尔滨工程大学 2008
[2]复合固体推进剂燃烧机理及燃速预估程序研究[D]. 汪少平.南京理工大学 2007
[3]激光与含能材料相互作用机理研究[D]. 沈美.南京理工大学 2004
[4]含能材料激光点火过程的模型建立及其数值计算[D]. 王震.南京理工大学 2004
本文编号：3558205
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