高马赫数燃烧强化的激波风洞试验研究

摘要：

基于中国科学院力学研究所的JF-24激波风洞,?通过开展高马赫数超燃冲压发动机的直连试验,?研究了高马赫数燃烧的强化方法以及燃料类型对燃烧的影响.?试验段是采用凹腔结构的圆截面燃烧室,?喷孔布置在隔离段,?燃料分别是氢气和乙烯,?当量比均为0.7.?燃料喷注分别采用无支板和小支板两种构型,?后者部分喷孔位于小支板顶部.?两种构型均设置了流向近距双排喷孔,?可分别进行单环和双环喷注.?试验结果论证了飞行马赫数10.0条件下氢气和乙烯在超高速气流中的稳定燃烧性能.?并且,?相比于单环喷注,?双环喷注以及补充小支板可以强化燃烧.?推测其原因是双环射流和激波/分离结构的近距离交互作用很可能改善掺混,?而补充小支板顶部喷注还能利用更多空气组织掺混.?在同样采用双环耦合小支板顶部喷注的强化措施下,?氢气与乙烯燃烧效率接近,?但氢推力性能更优.?这是因为较高热值氢的释热更多.?此外,?试验还证明了在当前来流条件下,?释热受控于掺混,?且高温离解效应限制释热上限.?这是由于释热降低流速且提高静温,?使高温离解的吸热效应更加显著.

关键词：高马赫数、超声速燃烧、燃烧强化、小支板、JF-24激波风洞

所属期刊栏目：54

分类号：O35(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-06-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1403-1413