納米鋁基金屬燃料推進(jìn)劑燃燒穩(wěn)定性研究

編號(hào)：CYYJ02889

篇名：納米鋁基金屬燃料推進(jìn)劑燃燒穩(wěn)定性研究

作者：王金云 林文水 顏志宇

關(guān)鍵詞： 固體推進(jìn)劑 納米鋁 燃燒穩(wěn)定性 燃燒機(jī)理

機(jī)構(gòu)： 雙介質(zhì)動(dòng)力技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廈門(mén)大學(xué)信息學(xué)院 南京師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院

摘要： 針對(duì)高金屬含量納米鋁基燃料推進(jìn)劑在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的非均勻燃燒、爆燃甚至爆炸等問(wèn)題,基于理論分析的方法,深入研究了納米鋁基金屬燃料推進(jìn)劑燃燒過(guò)程及燃燒機(jī)理,采用推進(jìn)劑制備與燃燒實(shí)驗(yàn)及數(shù)值仿真計(jì)算的方法進(jìn)一步驗(yàn)證顆粒尺寸、形貌對(duì)推進(jìn)劑燃燒穩(wěn)定性的顯著影響。在保壓時(shí)間45 min,最大荷重67 kN,最大壓強(qiáng)213.6 MPa制備條件下,對(duì)兩種不同產(chǎn)地型號(hào)的納米鋁粉原料進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)對(duì)比,結(jié)果表明,不同產(chǎn)地顆粒,在尺寸規(guī)格、實(shí)驗(yàn)環(huán)境相同條件下,金屬推進(jìn)劑穩(wěn)態(tài)燃燒時(shí)反映燃燒性能的Nusselt數(shù)、Sherwood數(shù)、蒸發(fā)速率、燃燒速率和燃燒時(shí)間、比燃速等參數(shù)差異明顯,在縱橫比為10時(shí),扁橢球顆粒的最大燃速1.3×10-13 kg/s,而長(zhǎng)橢球顆粒燃速大約高達(dá)3.0×10-13 kg/s,約為扁橢球顆粒燃速的2.3倍,甚至出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象,顆粒粒徑、形貌(橢球形顆粒)分布的均一性是影響推進(jìn)劑爆燃的重要因素。該研究可為納米鋁基金屬燃料推進(jìn)劑優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。