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  • 【期刊】 液态燃料对连续旋转爆轰发动机爆轰特性的影响

    刊名:爆炸与冲击 作者:李宝星 ; 翁春生 关键词:填充条件 ; 连续旋转爆轰发动机 ; CE/SE方法 ; 比冲 机构:南京理工大学瞬态物理国家重点实验室 ; 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室 年份:2018
    摘要:为了研究液态燃料对连续旋转爆轰发动机爆轰特性的影响,采用CE/SE方法对以汽油/富氧空气为燃料的CRDE进行数值模拟,分析了不同液滴半径、当量比对爆轰性能参数的影响。计算结果表明:随着液滴半径增大,爆轰压力峰值、温度峰值以及爆轰波速度均降低,且压力峰值与温度峰值在爆轰波传播过程中出现不稳定现象;当增大到70μm时,爆轰波将无法成功起爆。随着当量比的增大,CRDE爆轰波速度及平均推力增大,爆轰压力、温度以及气相周向速度的峰值均先增大后减小。在当量比1.1附近,爆轰压力与温度的峰值出现极大值;而气相周向速度峰值的极大值出现在当量比0.9附近。基于燃料的比冲随着当量比增大而减小。
  • 【期刊】 凝胶汽油在脉冲爆轰发动机中的爆轰特性实验

    刊名:固体火箭技术 作者:胡洪波 ; 翁春生 ; 白桥栋 ; 杨建鲁 关键词:爆轰 ; 脉冲爆轰发动机 ; 凝胶汽油 ; 热态实验 机构:南京理工大学瞬态物理国家重点实验室 ; 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室 年份:2014
    摘要:为探索凝胶燃料在脉冲爆轰发动机中应用的可行性,设计了凝胶汽油脉冲爆轰火箭发动机实验系统。对不同氧含量和凝胶汽油供给工况下的多循环脉冲爆轰发动机进行了热态实验,分析了氧含量和燃料供给工况对爆轰爆轰压力和波传播速度的影响。实验结果表明,使用凝胶汽油的脉冲爆轰火箭发动机能稳定工作;在氧气质量百分比为42%、凝胶汽油/雾化空气喷射压力系数为2.5/1工况下,距离发动机点火位置770 mm处的爆轰压力均值为2.02 MPa,爆轰波速度均值为1 124 m/s。在相同凝胶汽油供给条件下,增加氧含量能够获得更大的爆轰压力和爆轰波速度。研究结果对凝胶燃料和脉冲爆轰发动机应用研究具有参考意义。
  • 【期刊】 爆轰产物组成和爆轰参数计算方法的理论研究

    刊名:爆炸与冲击 作者:杜明燃 ; 汪旭光 ; 郭子如 ; 颜事龙 关键词:爆炸力学 ; 爆轰参数 ; 热力学性质 ; 状态方程 ; 吉布斯自由能 机构:安徽理工大学土木建筑学院 ; 安徽理工大学土木建筑学院 ; 北京矿冶研究总院 ; 安徽理工大学化学工程学院 年份:2015
    摘要:为实现爆轰产物组成和爆轰参数的计算,采用拉格朗日乘数法和牛顿迭代的方法预测爆轰产物组成,利用BKW状态方程预测爆轰参数,在0~600GPa和300~15 000K压力温度范围内选取金刚石作为碳的生成相;对爆轰产物系统采用最小自由能原理,结合牛顿迭代法求解爆轰产物的化学平衡方程组;对BKW状态方程参数提出修订,取α=0.5,β=0.298,θ=6 620,κ=9.50;采用自编程序实现计算过程。使用此方法和Hugoniot关系计算密度为1.77g/cm3的PETN爆轰CJ点爆轰参数验证计算精度,结果显示计算与实验结果的误差均小于1%。利用此方法结合Hugoniot关系预测出爆轰CJ点的产物密度为2.43g/cm3。
  • 【期刊】 气体爆燃向爆轰转捩的实验研究

    刊名:煤炭技术 作者:宋香娥 关键词:爆轰 ; 瓦斯爆炸 ; 爆燃 ; 障碍物 机构:北京第二外国语学院 ; 北京第二外国语学院 ; 中国科学院工程热物理研究所 年份:2015
    摘要:在实验的基础上,对瓦斯爆炸过程中爆燃转变为爆轰(DDT,Deflagration To Detonation)问题进行了研究。研究结果表明:障碍物对瓦斯爆炸过程中爆燃向爆轰转捩有诱导作用。无障碍物时,随着爆燃波阵面传播距离的增加,其阵面压力增长缓慢,并且不出现爆炸波的突变界面,不易转变为爆轰波;障碍物增多时,爆燃波阵面压力增长较大,其传播速度能超过音速,并有压力尖峰,从而容易形成爆轰波;当爆燃转变为爆轰时,峰值超压则显著提高。研究结果对于现场如何防治瓦斯爆炸,减轻瓦斯爆炸灾害具有一定作用。
  • 【期刊】 气体爆燃向爆轰转捩的理论分析

    刊名:中国矿业 作者:宋香娥 关键词:爆轰 ; 瓦斯爆炸 ; 爆燃 ; 转捩 机构:北京第二外国语学院基建处 ; 北京第二外国语学院基建处 年份:2015
    摘要:本文在实验的基础上,对瓦斯爆炸过程中爆燃向爆轰转捩(DDT,Deflagration to Detonation Transition)问题进行了研究,并运用CJ(Chapman and Jouguet)理论计算了火焰阵面流场参数。研究结果表明:障碍物对瓦斯爆炸过程中爆燃向爆轰转捩具有诱导作用,无障碍物时爆炸波的传播速度较小,爆炸强度较弱;随着障碍物的增多,爆炸波和火焰传播速度明显增大,爆燃易于向爆轰转捩,爆炸强度和危险性显著提高。上述研究结果对于现场如何防治瓦斯爆炸,防止、降低煤矿重大事故的发生具有一定的指导作用。
  • 【期刊】 爆轰管脉冲爆轰发动机近场噪声特性的试验研究

    刊名:推进技术 作者:黄孝龙 ; 翁春生 ; 李宁 ; 许桂阳 关键词:脉冲爆轰发动机 ; 爆轰噪声 ; 填充系数 ; 指向性 ; 管间距 ; 声压级 机构:南京理工大学瞬态物理国家重点实验室 ; 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室 年份:2017
    摘要:为研究双管脉冲爆轰发动机近场爆轰噪声特性,设计了双管脉冲爆轰发动机爆轰噪声试验测试系统,对不同填充率、不同管间距下的爆轰噪声进行了测量。试验结果表明:随着传播距离的增加,爆轰噪声峰值声压逐渐减小。PDE管口附近,爆轰噪声峰值声压衰减速度最快;距离管口较远位置处,衰减速度逐渐减小。随着填充系数的增加,爆轰噪声逐渐增大,指向性逐渐变缓;距离管口400mm处,60%,100%和140%填充系数下峰值声压级依次为197.95,201.93和204.51d B。不同传播距离处,爆轰噪声指向性不同。当距离管口较近时,爆轰噪声最大值出现在0°方向;距离管口大于2m的区域内,最大值出现在30°方向。不同管间距情况下,爆轰噪声呈现出相同的指向性。管间距越小,爆轰噪声的指向性越明显。
  • 【期刊】 SY装药柔爆索的爆轰特性研究

    刊名:火工品 作者:赵凯 ; 朱顺官 ; 张琳 ; 李艳 ; 牟景艳 关键词:柔性导爆索 ; 共晶炸药 ; 爆速 ; 殉爆 ; T型传爆 机构:南京理工大学化工学院 ; 南京理工大学化工学院 年份:2015
    摘要:采用三乙烯二胺/乙二胺高氯酸盐共晶炸药(简称SY)为药芯,铅皮为外层,拉制了一种金属柔性导爆索。对不同直径柔爆索的爆速、殉爆安全距离及T型传爆特性进行了测试。结果表明:直径小于2mm的SY铅柔爆索爆速在5 300~5 700m/s之间;轴向殉爆安全距离为7~17mm,平行殉爆安全距离为170~370mm;相比其它导爆索,SY铅柔爆索的T型传爆性能良好。
  • 【期刊】 喷管对脉冲爆轰发动机爆轰噪声影响的实验研究

    刊名:兵工学报 作者:许桂阳 ; 翁春生 ; 李宁 关键词:兵器科学与技术 ; 脉冲爆轰发动机 ; 噪声辐射 ; 指向性 ; 喷管 机构:南京理工大学瞬态物理国家重点实验室 ; 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室 年份:2014
    摘要:喷管不但可以增加脉冲爆轰发动机推力,而且对脉冲爆轰发动机噪声的形成与传播也具有重要作用。为探索脉冲爆轰发动机爆轰噪声形成机理及控制技术,搭建了脉冲爆轰发动机噪声测试实验系统,在不同位置不同角度对3种不同类型喷管的脉冲爆轰发动机爆轰噪声特性进行了研究。研究结果表明,收敛扩张喷管对于减小脉冲爆轰发动机爆轰噪声幅值作用最为明显,在0°方向3 000 mm处可以达到77.13%的降幅;对于收敛喷管,收敛角度越大指向性越明显,而扩张和收敛扩张喷管的喷管出口面积越大指向性越不明显;喉部直径48 mm的收敛扩张喷管与管口直径280 mm和320 mm的扩张喷管对参考半径影响最为显著,参考半径由1 600 mm减小至800 mm.研究结果对于爆轰噪声机理研究以及脉冲爆轰发动机工程化应用具有重要参考意义。
  • 【期刊】 多壁碳纳米管的爆轰改性

    刊名:高压物理学报 作者:赵铁军 ; 闫鸿浩 ; 李晓杰 ; 王洋 关键词:爆炸法 ; 碳纳米管 ; 透射电镜 ; X射线衍射仪 机构:大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室 ; 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室 年份:2017
    摘要:为研究爆轰反应对多壁碳纳米管(MWCNTs)形貌与物相的影响,将按一定质量配比制备的MWCNTs混合炸药在密闭的反应釜内引爆,并利用透射电镜和X射线衍射仪对爆轰前、后MWCNTs的形貌与物相分别进行了表征。结果发现:MWCNTs的质量分数在30%~40%时,混合炸药能够顺利起爆,并可收集到大量的样品;爆轰反应后,MWCNTs的形貌与物相发生了巨大变化,由管状结构变成以碳片、碳棒、碳球为主的结构,并有明显的团聚现象;有少量MWCNTs依附于碳片等结构边缘;样品以不定型碳为主,其石墨化程度远低于初始MWCNTs,并随着MWCNTs质量比的增大,样品的石墨化程度增大。
  • 【期刊】 脉冲爆轰发动机爆轰噪声场区域划分及其数值模拟

    刊名:兵工学报 作者:黄孝龙 ; 许桂阳 ; 翁春生 ; 李宁 关键词:兵器科学与技术 ; 脉冲爆轰发动机 ; 爆轰噪声 ; 衰减规律 ; 数值模拟 机构:南京理工大学瞬态物理国家重点实验室 ; 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室 年份:2015
    摘要:为了探究脉冲爆轰发动机(PDE)爆轰噪声的传播机理,根据爆轰噪声不同的非线性强度,将PDE爆轰噪声传播区域划分成强非线性区、弱非线性区和线性区3个部分,并分别采用不同的方法对各部分所对应的3种不同控制方程进行求解。数值模拟结果表明:爆轰噪声峰值声压级在出口处迅速衰减,随着轴向距离的增加,衰减速度逐渐放缓;在强非线性区,衰减速度最大值可达33 d B/m;在弱非线性区,最小衰减速度为1.02 d B/m.模拟结果对PDE爆轰噪声的传播特性研究具有参考价值。
  • 【期刊】 发动机爆震室气液两相爆轰性质

    刊名:上海大学学报(自然科学版) 作者:王晨辰 ; 翁培奋 ; 丁珏 ; 李家骅 ; 陈永杰 关键词:两相爆轰 ; 爆轰反应区 ; 燃料液滴的粒径 ; 欧拉–拉格朗日模型 机构:上海大学上海市应用数学和力学研究所 ; 上海大学上海市应用数学和力学研究所 年份:2018
    摘要:利用爆轰波产生周期性冲量是脉冲爆震发动机推进系统的关键.建立非定常两相爆轰的Eulerian-Lagrangian模型,以正庚烷液体燃料为例,采取高分辨率的MUSCL(monotonic upwind scheme for conservation law)格式,针对发动机爆震室气液两相爆轰的热力、动力学性质展开数值研究,计算所得的爆轰波压力与实验结果较为一致,且基于较小粒径的燃料液滴(25μm),计算爆轰波C-J(Chapman-Jouguet)状态对应的爆轰参数与理论值接近,验证了建立的模型和研究方法是正确的.同时,讨论爆轰管内燃料液滴粒径对爆轰波参数的影响.结果显示,在均匀预混时,液滴破碎蒸发域宽度仅与燃料初始粒径有关.随着燃料初始粒径的增大,液滴破碎蒸发域宽度增加,且两者存在线性关系.同时,当燃料初始粒径从25μm增大至100μm,爆轰波反应区宽度增大了240%,而爆轰的压力峰值从7.08 MPa降低至5.14 MPa.
  • 【论文】 超细雾化和爆轰配气组织研究

    作者:包东冉 关键词:旋转爆轰 ; 超细雾化 ; 柴油 ; 冷态掺混 ; 数值模拟 机构:哈尔滨工程大学 ; 哈尔滨工程大学 年份:2018
    摘要:经过近百年的发展基于等压燃烧方式的燃气涡轮涡扇发动机等的技术已经十分成熟完善,要大幅地提高这些机械的推进热效率已经变得十分困难。爆轰燃烧克服现行等压燃烧带来的工质做功能力下降的固有缺陷,提高其工质在燃烧加热过程中的做功能力,因此爆轰发动机从各种先进推进方式中脱颖而出,受到极大的关注。爆轰推进装置以爆轰方式组织燃烧,燃烧过程近似为等容燃烧。爆轰波是一种激波与燃烧波相互耦合并以超声速传播的燃烧形式,能量释放速率快,其产物具有更高的压力和温度,热力循环效率高,比传统等压燃烧提高近20%。本文基于爆轰燃烧技术,展开对旋转爆轰燃烧的研究,采用柴油作为燃料,依次进行柴油超细雾化、冷态掺混及爆轰流场特性的分析,具体工作如下:1.经过模型验证,采用KH-RT模型对laval雾化喷嘴进行数值模拟研究,在laval喉部喷油基本可以实现柴油的超细雾化(SMD≤10μm),同时发现,增大laval喷管的尺寸可以增强雾化特性,但雾化所需的空气量增加,同时还容易引起回火,燃料垂直喷入到laval喷管中雾化情况最好,适当调小角度可以增加燃料蒸发量。2.采用轴对称非反应计算方法对旋转爆震发动机的不同喷射设计进行定性分析。化学当量比的C_(10)H_(22)和空气被通入到RDE的二维简化模型中,数值模拟发现不带空气进气槽结构最好掺混效果预测点火位置≥60mm,带空气进气槽结构具有更好的的掺混效果,预测点火位置≥20mm。3.对已获得掺混流场进行起爆研究,在掺混边界内或附近均能起爆成功,得到持续的爆轰波结构,爆轰波震面的压力到达2MPa,温度达到3000K。4.采用数值模拟的方法,系统的分析了不同入流总压、入流总温、轴向尺寸及周向尺寸对C_(10)H_(22)-Air爆轰燃烧特性。入流压力对质量流量、峰值压力及出口压力均有很大影响,每增加1atm,质量流量增加近30%。流温度增加会降低爆轰燃烧室的增压特性,温度每增加50K,增压特性降低5%左右。周向尺寸影响爆轰波高度,轴向尺寸选取依赖爆轰波高度。
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