李旺 白桥栋 翁春生 汪京

摘要： 为研究非同轴粉末发动机燃烧室内的燃烧与流动特性， 对粉末发动机燃烧室内流场进行三维数值模拟， 分析了非同轴式粉未喷注、 火焰稳定器、 铝粉颗粒粒径对粉末发动机流场特性的影响。 计算结果表明： 采用非同轴的供粉方式可以促进反应物掺混燃烧； 在燃烧室内安装火焰稳定器、 减小铝粉粒径可以促进铝粉燃烧， 提升燃烧室内的压力和温度。

关键词： Al/AP粉末发动机； 两相流； 非同轴式供粉； 火焰稳定器

中图分类号： TJ763； V435文献标识码： A文章编号： 1673-5048（2018）04-0033-06

0引言

Al/AP粉末发动机是以铝粉为燃料， 高氯酸铵为氧化剂的發动机。 通过流化输送装置改变粉末流量实现推力可调， 自身携带氧化剂和燃料的特点使其可以在真空中工作， 在航空航天领域具有良好的应用前景。

Al/AP粉末发动机的设计概念最早由Bell航空公司提出， 并且验证了其点火以及燃烧的可行性[1]； 申慧君使用科氏流量计对气固两相流进行测量， 调试出燃料流量稳定的工况[2]； 孔龙飞设计了驻涡式构型的粉末发动机， 并进行了地面直连实验， 验证了其多次点火的可能性[3]； 邓哲等人分析了不同粒度的铝粉在不同压强下的点火燃烧特性[4]； 张胜敏等人通过调节粉末燃料和氧化剂流量， 实现了粉末发动机的推力调节技术[5]； 韩超参考工业气力输送装置设计了一套粉末燃料供应系统[6]。 在数值研究方面， D′yachenko等人研究了粉末燃烧产物在喷管处的流动情况[7]； 李悦等人分析了不同氧燃比对粉末发动机燃烧性能的影响[8]；……