金屬燃料渦流燃燒器燃燒流場(chǎng)的數(shù)值模擬.pdf

1、水反應(yīng)金屬燃料是一種新型的水下高能量密度燃料，可與海水強(qiáng)烈反應(yīng)放熱，相比于固體火箭推進(jìn)劑其工作時(shí)間較長(zhǎng)、可控性能較好且比沖高，可廣泛用于水面或水下推進(jìn)系統(tǒng)，為此本文研究金屬燃料渦流燃燒器內(nèi)燃燒特性，采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，建立物理模型和數(shù)學(xué)模型。采用EDC化學(xué)反應(yīng)模型和k-湍流模型，對(duì)鋁水反應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬，通過簡(jiǎn)化假設(shè)采用液滴蒸發(fā)氣相反應(yīng)形式進(jìn)行分析，比較不同條件下的燃燒效率和出口馬赫數(shù)等結(jié)果的差異。
　　本研究主要內(nèi)

2、容包括：⑴建立基本的物理模型，對(duì)鋁和水的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行研究，分析鋁和水蒸汽反應(yīng)所需條件。⑵探索渦流燃燒器內(nèi)旋轉(zhuǎn)的流體動(dòng)力學(xué)特征，探討渦流燃燒器是否能提高鋁的燃燒效率，使燃燒器內(nèi)燃燒充分且達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。⑶對(duì)渦流燃燒器內(nèi)燃燒流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。分析燃燒湍流場(chǎng)內(nèi)各物理參數(shù)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律，初步獲得鋁粉含量與注入水之間的關(guān)系。⑷將渦流燃燒器增加二次注水口，提高鋁粉在燃燒器中的燃燒效率。數(shù)值計(jì)算獲得了不同粒徑、質(zhì)量流率和水燃比條件下燃燒流場(chǎng)參數(shù)的