台阶和扩张形式对超燃燃烧室影响的数值研究

采用二阶迎风差分格式、RNG k-ε湍流模型及乙烯/空气八组分九反应化学反应模型,针对单台阶单面扩张、单台阶双面扩张、双台阶单面扩张以及双台阶双面扩张四种超燃冲压发动机燃烧室构型,分别计算了燃烧室内冷流流场和燃烧流场.计算结果表明:在计算条件,在总台阶高度一定的条件下,采用单台阶结构的超燃燃烧室比采用双台阶结构的超燃燃烧室具有更好的燃烧性能;在总扩张角一定的条件下,双面扩张结构的超燃燃烧室性能较单面扩张的占优势.     

超音速燃烧室煤油强迫点火试验研究

利用氢氧燃烧加热脉冲风洞, 探索了在超音速燃烧室进口Ma=2、总温T0＝960～1 420K条件下,使煤油实现点火和稳定燃烧的方法.分别使用火花塞+先锋氢火焰、火花塞+先锋乙稀火焰,完成了壁面喷射方式的超燃燃烧室煤油点火与稳定燃烧直连式实验,实现了煤油的强迫点火和稳定燃烧.研究表明,在燃烧室进口Ma=2、总温T0＝960K时,采用火花塞辅助氢气点火可实现煤油的点火和燃烧.     

双台阶超燃冲压发动机燃烧室流场数值模拟

采用RNGκ-ε湍流模型以及有限速率化学动力学模型,求解了二维Navier-Stokes方程,分别以氢气和乙烯为燃料数值模拟了具有双台阶单凹槽的超燃冲压发动机燃烧室的流场,并与试验数据进行了对比。计算结果表明:双台阶下游和凹槽处出现了有利于燃烧和火焰稳定的回流区;在隔离段入口马赫数2.0左右时,该燃烧室可以实现在亚燃和超燃两种模态下工作,燃烧效率在0.7以上;数值模拟壁面压力分布的结果与相应的试验结果吻合良好。