等离子体对含硼两相流扩散燃烧特性的影响?

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张鹏, 洪延姬, 丁小雨, 沈双晏, 冯喜平. 2015: 等离子体对含硼两相流扩散燃烧特性的影响?, 物理学报, null(20): 205203. doi: 10.7498/aps.64.205203
引用本文: 张鹏, 洪延姬, 丁小雨, 沈双晏, 冯喜平. 2015: 等离子体对含硼两相流扩散燃烧特性的影响?, 物理学报, null(20): 205203. doi: 10.7498/aps.64.205203
Zhang Peng, Hong Yan-Ji, Ding Xiao-Yu, Shen Shuang-Yan, Feng Xi-Ping. 2015: Effect of plasma on boron-based two-phase flow diffusion combustion, Acta Physica Sinica, null(20): 205203. doi: 10.7498/aps.64.205203
Citation: Zhang Peng, Hong Yan-Ji, Ding Xiao-Yu, Shen Shuang-Yan, Feng Xi-Ping. 2015: Effect of plasma on boron-based two-phase flow diffusion combustion, Acta Physica Sinica, null(20): 205203. doi: 10.7498/aps.64.205203

等离子体对含硼两相流扩散燃烧特性的影响?

Effect of plasma on boron-based two-phase flow diffusion combustion

  • 摘要: 为排除来流空气对含硼燃气的掺混效应,研究等离子体对含硼富燃料推进剂在补燃室二次燃烧过程的影响,建立了含硼两相流平行进气扩散燃烧物理模型。利用高速摄影仪拍摄了含硼燃气在补燃室二次燃烧的火焰图像,分析了该物理模型的扩散燃烧特性和硼颗粒的二次点火距离。采用硼颗粒的King点火模型、有限速度/涡耗散模型、颗粒轨道模型和RNG k-ε模型以及等离子体模型,模拟了一定条件下等离子体对含硼两相流扩散燃烧过程的影响。结果表明,依据含硼燃气二次燃烧图像得到的硼颗粒二次点火距离,与数值模拟结果基本一致,保证了该物理模型和计算方法的可靠性。含硼两相流经过等离子体区域后,硼颗粒在运动轨迹上颗粒温度明显增加,颗粒直径明显减小, B2O3的质量分数分布区域明显扩增,70%的硼颗粒在到达补燃室2/3尺寸前燃烧效率已达到100%,硼颗粒充分燃烧释放出更多热量导致中心流线区域温度增加近1/2,可见等离子体可以明显强化含硼两相流的燃烧过程,提高硼颗粒的燃烧效率。
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出版历程
  • 刊出日期:  2015-10-30

等离子体对含硼两相流扩散燃烧特性的影响?

  • 装备学院,激光推进及其应用国家重点实验室,北京 101416
  • 西北工业大学,燃烧、热结构与内流场重点实验室,西安 710072

摘要: 为排除来流空气对含硼燃气的掺混效应,研究等离子体对含硼富燃料推进剂在补燃室二次燃烧过程的影响,建立了含硼两相流平行进气扩散燃烧物理模型。利用高速摄影仪拍摄了含硼燃气在补燃室二次燃烧的火焰图像,分析了该物理模型的扩散燃烧特性和硼颗粒的二次点火距离。采用硼颗粒的King点火模型、有限速度/涡耗散模型、颗粒轨道模型和RNG k-ε模型以及等离子体模型,模拟了一定条件下等离子体对含硼两相流扩散燃烧过程的影响。结果表明,依据含硼燃气二次燃烧图像得到的硼颗粒二次点火距离,与数值模拟结果基本一致,保证了该物理模型和计算方法的可靠性。含硼两相流经过等离子体区域后,硼颗粒在运动轨迹上颗粒温度明显增加,颗粒直径明显减小, B2O3的质量分数分布区域明显扩增,70%的硼颗粒在到达补燃室2/3尺寸前燃烧效率已达到100%,硼颗粒充分燃烧释放出更多热量导致中心流线区域温度增加近1/2,可见等离子体可以明显强化含硼两相流的燃烧过程,提高硼颗粒的燃烧效率。

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