不同环境温度下的点火瞬态过程数值模拟
2021-07-13郑凌轩相翠玲
兵器装备工程学报 2021年6期
关键词:发动机
郑凌轩,余 陵,相翠玲
(南京理工大学 机械工程学院, 南京 210094)
点火瞬态过程对于固体火箭发动机的工作是个比较复杂的过程,并且时间短暂,涉及到点火燃气传播、药柱加热、局部点燃、药柱表面的火焰传播以及燃烧室压力增加等过程[1]。要使点火过程成功进行,需要保证发动机在整个温度范围内可靠地点燃装药,建立其稳定的工作压强。如果点火瞬态过程发生异常,如出现点火流量过大、点火压力峰值过高等情况,就会导致点火失败影响发动机工作,从而造成严重后果[2]。这些情况都与发动机的几何参数、推进剂物性参数、点火药参数等有密切关联[3]。因此,对发动机点火瞬态过程的研究,以及点火瞬态内流场特性的研究,有利于对发动机点火进行分析,以便于在设计发动机时调整参数与改进优化,从而提升发动机的可靠性。
目前,国内外许多学者[4-8]都已对发动机点火时的内流场进行了大量数值分析。余贞勇等建立了翼柱型装药发动机的点火升压数学模型,并通过试验验证了模型的合理性[9]。郜冶等对长通道固体火箭发动机的点火瞬态过程进行了分析,建立并验证了计算模型,得到了管装药内外表面点燃规律[10]。杨乐等对不同点火器条件、点燃方式、点火药量等影响因素进行分析,得到了更加贴合试验情况的点火器模型以及点火温度判据[11-12]。迄今为止的研究鲜有涉及到环境温度对发动机点火瞬态过程的具体影响。而环境温度对推进剂初温的影响会引起推进剂燃速的变化,从而导致点火过程的差异。……
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