粉末燃料沖壓發(fā)動機內(nèi)鎂粉塵云層流燃燒模型

編號：FTJS04963

篇名：粉末燃料沖壓發(fā)動機內(nèi)鎂粉塵云層流燃燒模型

作者：楊晉朝； 夏智勛； 胡建新；

關(guān)鍵詞：粉末燃料沖壓發(fā)動機； 粉塵云； 層流火焰； 鎂燃燒；

機構(gòu)： 國防科技大學(xué)高超聲速沖壓發(fā)動機技術(shù)重點實驗室；

摘要： 對粉末燃料沖壓發(fā)動機預(yù)燃室內(nèi)鎂粉塵云燃燒過程進行了研究,建立了鎂粉塵云的一維層流預(yù)混燃燒模型。研究表明,鎂粉塵云層流火焰?zhèn)鞑ズ芊�(wěn)定,燃燒過程中火焰結(jié)構(gòu)基本不變,燃燒區(qū)很薄,而預(yù)熱區(qū)厚度約是燃燒區(qū)的2~3倍。粉塵云中鎂顆粒的蒸發(fā)和氣相鎂與氧氣的均相反應(yīng)是產(chǎn)生火焰的直接原因,也是火焰得以傳播的關(guān)鍵。預(yù)熱區(qū)氣相溫度升高主要靠燃燒區(qū)氣體的導(dǎo)熱和擴散過來的氣相鎂與氧氣反應(yīng)釋放熱量,而預(yù)熱區(qū)顆粒相溫度升高主要靠氣相對其對流傳熱。分析了各參數(shù)對粉塵云燃燒的影響,顆粒相對濃度對粉塵云燃燒的影響比較復(fù)雜,在濃度較低的情況下,增大顆粒相對濃度有利于粉塵云快速燃燒;而在濃度較高的情況下,增大顆粒相對濃度則不利于粉塵云快速燃燒。隨顆粒粒徑的增加,火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p小,火焰溫度升高,預(yù)熱區(qū)厚度增大。火焰?zhèn)鞑ニ俣群突鹧鏈囟入S粉塵云初溫增加線性增長,預(yù)熱區(qū)厚度隨粉塵云初溫增加拋物線增長。數(shù)值模擬與文獻中試驗結(jié)果的變化趨勢相一致。