王 乐，冯喜平，陈嘉辉，卢景旭，梁 群，侯 晓

(西北工业大学 航天学院 燃烧、热结构与内流场重点实验室，西安 710072)

符号表

j组分扩散率dc燃烧室直径

ρ密度D组分扩散系数

u、v流速A指前因子

h对流换热系数E活化能

hD传质系数R气体常数

cp燃气定压比容f总气化分数

p压强y绝热层厚度

M分子量n质量通量

Mgw燃气平均分子量α颗粒冲刷角度

T温度ε孔隙率

Ck当量热容

hs、hw、hr烧蚀壁焓值、气动壁焓值、恢复焓值

下标

c 碳化层 d 扩散控制机制

vir 基体层 e 附面层外缘

pyr 热解层 g 气体

ch 动力学控制机制 w 壁面

i组分 p 颗粒

0 引言

固体火箭发动机工作过程中，为确保燃烧室结构的完整性，常采用EPDM或改性EPDM绝热层来保护燃烧室[1-3]。而在燃烧室的高温、高压、两相流动燃气环境中，绝热层的设计与其烧蚀预估密切相关。固体发动机燃烧室内的流动多为两相流动，在此环境下绝热层的烧蚀由热化学反应造成的热化学烧蚀、燃气流动造成的气流剥蚀和离散相颗粒撞击造成的颗粒侵蚀共同组成。

目前，国内外针对EPDM绝热层不同因素耦合情况下的烧蚀性能进行了一些理论与实验研究。KOO等[4]研究了有无颗粒侵蚀情况下的烧蚀性能，实验结果表明，颗粒侵蚀条件下的绝热层烧蚀率是无颗粒侵蚀情况下的2～12倍，说明烧蚀研究中不能忽略颗粒侵蚀；YANG等[5]数值模拟了酚醛树脂等炭化类绝热材料在热化学烧蚀及颗粒侵蚀耦合作用下的烧蚀性能，并与实验值进行了比较。研究表明，热化学烧蚀会加剧颗粒侵蚀，反过来颗粒的作用也加剧了热化学烧蚀；……