在超燃冲压发动机中,燃烧室高速流动状态导致燃料的驻留时间变短,在燃烧室中实现碳氢燃料的自点火与稳定高效燃烧成为超燃中极其重要的研究问题。因此必须强化燃烧室中液态燃料的雾化、与氧化剂混合等过程,同时碳氢燃料的点火延时特性也是其中的关键因素之一。在超燃发动机研制中,建立一个化学反应流模型,进行有效的数值模拟是与与飞行实验、地面模型实验之外同等重要的另一个方面。针对这样一个流体力学和燃烧化学动力学过程耦
在超燃发动机中,燃烧室高速流动状态导致燃料的驻留时间很短,在燃烧室中实现碳氢燃料的自点火与稳定高效燃烧成为超燃中极其重要的研究问题,燃料的点火延时特性是其中的关键因素之一。对燃烧过程进行CFD数值模拟,需要建立化学动力学模型,燃料点火延时特性是建模的依据以及检验模型优劣的重要判据。研制与施用点火促进剂是改进燃料点火延时特性的一种手段,点火促进剂的筛选及其性能鉴定需要通过点火延时的实验来判断。本课题以超燃发动机重要的应用燃料煤油和JP-10为研究对象,以实时跟踪点火过程中表征燃烧反应程度的CH或OH自由基发射谱强度变化作为判断点火发生的标志,建立了测定碳氢燃料点火延时的激波管实验方法。为了研究对工程意义重大的低温点火特性,采用激波管缝合运行条件,将实验温度下限延伸到900K。以气相色谱分析和高精度真空仪测定吸附曲线相结合的方法,确定了燃料气相浓度,解决了高碳数碳氢燃料点火激波管实验管壁吸附影响燃料气相浓度确定的困难。在较宽温度范围实验获得了煤油和JP-10点火延时时间与温度、氧化剂和燃料浓度的依赖关系,并获得了三类促进剂硅烷、硝基甲烷、二氯甲烷对JP-10和煤油点火促进作用的实验结果。