免费论文：N2O/C3H8发效果表面与试验接洽

液体运载火箭发效果所运用的促成剂一致具备高毒性、高侵蚀性和低温等缺陷，跟着载人航天本领的连接兴盛，探求便宜的无毒、无传染、高能以及运用保护简单的促成剂，已变成航天范围液体促成本领兴盛的重要目标之一。采用氧化亚氮和丙烷（N2O/C3H8）动作运载火箭发效果的促成剂拉拢所具备的一系列明显的便宜不妨灵验地满意新一代促成本领的诉求。暂时国际上对N2O/C3H8发效果的接洽还居于考查考证阶段，对其本能特性还没有体例所有的看法。恰是在这种后台下，本舆论对N2O/C3H8发效果及本来验体例从以次六个上面举行深刻地领会与接洽。第一，对绿色N2O双组元促成剂拉拢的热力本能举行了所有的计划比拟领会。在对绿色燃料：氢气（H2）、丙醇（CH3OH）、乙醇（C2H5OH）、乙烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、丙烷（C3H8）、丙烯（C3H6）的热力学本质和运用安定本能等上面举行比拟的普通上，沿用最小吉布斯自在能法对所构成的9种N2O双组元促成剂拉拢的热力本能举行了所有的计划和领会，归纳出了各促成剂拉拢的特性。N2O/C3H8和N2O/C3H6拉拢具有很好的空间运用物性和较高的热力本能，具备极大的运用远景。第二，安排搭建了N2O/C3H8发效果热试试验体例。试验体例重要囊括N2O/C3H8焚烧器试验体例、N2O/C3H8发效果本能试验体例以及动静推力丈量体例，该试验平台能满意500N~1500N液体姿轨控发效果的（动静）本能尝试诉求，并在试验中对N2O/C3H8焚烧器和发效果的促成剂需要压力、流量等举行精巧安排，同声对配呼吸道路中各测点的温度压力以及发效果的处事温度压力和推力等举行及时高效的数据监测搜集。第三，发展了N2O（气）/C3H8（液）火把式焚烧器的安排与焚烧个性的试验接洽。安排了多套焚烧器，经过洪量的试验领会了各别工况下焚烧器预燃室的压力温度变革和焚烧局面，归纳了各别工质流量和余氧系数对焚烧器焚烧个性的感化，决定了焚烧器的真实焚烧处事余氧系数范畴为0.301~0.402，预燃室的平稳压力为0.45~0.70MPa，经过减少喷管喉径不妨进一步普及到1.00~1.64MPa，为N2O/C3H8发效果的焚烧供给了保护。第四，对N2O/C3H8焚烧器的预燃室和火把流场个性举行了数值仿真接洽。领会了焚烧器在定搀和比工况下工质流量对火把本能的感化以及定流量工况下余氧系数对火把本能的感化：在定搀和比3.50工况下焚烧器焚烧室压强、火把功率和焚烧灵验长度与焚烧器的流量基础呈线性联系，灵验火把长度与试验中所查看到的基础普遍；在定流量9g/s工况下焚烧器焚烧室压强、喷管出口温度、火把功率和焚烧灵验长度随余氧系数的连接减少均先赶快减少到最高值后发端渐渐减小，焚烧室压强、喷管出口温度、火把功率和焚烧灵验长度的计划最高值辨别为1.73MPa、2823K、33.14kW和86.5mm。第六，安排了N2O（气）/C3H8（液）和N2O（液）/C3H8（液）发效果道理原型机，并对发效果气液同轴离心式喷嘴的流场个性举行了数值模仿接洽。发效果的真空安排推力为1000N，搀和比为7，焚烧室平稳压强为2MPa，真空比冲为3007m/s。发效果喷注单位辨别沿用气-液同轴离心式喷嘴和液-液离心式喷嘴。冷却办法辨别沿用气膜和液膜外地冷却，蔓延段为二次抛物线型的钟形喷管。沿用流体体积因变量（VOF）模子模仿了离心喷嘴内的气液两相旋流流场，得出喷嘴的出口速率、液膜半锥角、液膜厚薄、流量等参数随喷注压降和喷嘴喷口长度的变革顺序。沿用拉格朗日分割相模子模仿了喷嘴喷雾流场的喷雾进程，得出喷雾液滴的索太尔平衡直径、散布指数、气相流强、燃氧比、和流场速率等参数随N2O（气）喷注压降和内喷嘴缩进深度的变革顺序。第六，对N2O（气）/C3H8（液）和N2O（液）/C3H8（液）发效果道理原型机的本能发展了冷流和热流发端试验接洽。N2O（气）/C3H8（液）发效果在1.38~6.81搀和比范畴内能赶快被焚烧器焚烧并加入宁静处事状况，试验中发效果焚烧室的平稳压强在0.257~0.514MPa范畴内变革，最高平衡推力到达140N。发效果的比冲随搀和比的减少有鲜明的普及，从搀和比为3安排的1300m/s普及到搀和比为6.56时的1895.7m/s。试验创造，发效果在起动段展示了中频振动（900~1000Hz），在平稳处事段展示了广播段振动（65~80Hz）。N2O（液）/C3H8（液）发效果在搀和6.5~8.0范畴内处事时赢得了较高的本能，推力和比冲最高值辨别到达了536N和2204.6m/s，而且比冲功效大多高于0.85，未展示不宁静焚烧局面。论文华用表面安排、本能试验与数值模仿相贯串的本领对N2O/C3H8发效果的本能特性及本来验体例举行了深刻地安排与接洽：从首先的计划论据，到焚烧器、发效果及本来验体例各构成局部的安排研制及本能试验，结果到对要害流场的数值仿真模仿。全文从无到有、从限制到完全对N2O/C3H8发效果的安排接洽试验进程举行了所有精细地阐明并博得了诸多科学研究功效，这在创造一套液体运载火箭发效果试验平台的同声其安排接洽本领也为此后一致发效果本能试验计划的拟订供给了洪量的本领参考，并为我国下一代新式绿色促成体例的研制供给要害的参考。

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