納米鋁冰固體推進(jìn)劑燃速模型研究.pdf

1、將納米鋁粉應(yīng)用于火箭推進(jìn)劑中，是未來綠色空間推進(jìn)系統(tǒng)的一個發(fā)展方向，推進(jìn)劑的組成方式可以是鋁水形式，也可以是鋁冰形式。納米鋁冰固體推進(jìn)劑不僅結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，而且安全性好，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文主要對納米鋁冰固體推進(jìn)劑的燃速性能進(jìn)行研究，并分析了相關(guān)參數(shù)對鋁冰固體推進(jìn)劑燃速規(guī)律的影響，其主要內(nèi)容如下：
　　首先，根據(jù)鋁冰固體推進(jìn)劑的燃速測試實驗，觀察鋁冰固體推進(jìn)劑的燃燒現(xiàn)象，對燃速實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并分析。結(jié)果表明：鋁冰固體推進(jìn)

2、劑的燃速隨著初溫的升高而增大，當(dāng)水燃比小于1時，初溫對燃速的影響隨著壓強(qiáng)的增大而減小，當(dāng)水燃比大于1時，初溫對燃速的影響隨著壓強(qiáng)的增大而增大；當(dāng)初溫一定，水燃比為1時，燃速最大。
　　其次，利用 GDF粒狀擴(kuò)散火焰模型對鋁冰固體推進(jìn)劑的燃速特性進(jìn)行分析，并研究了不同參數(shù)變化對鋁冰固體推進(jìn)劑燃速變化規(guī)律的影響。結(jié)果表明：鋁粉粒徑和阿雷尼烏斯公式指前因子這兩個因素的改變會引起燃速壓強(qiáng)指數(shù)的大幅度變化；鋁冰固體推進(jìn)劑密度、比熱、推進(jìn)劑燃

3、燒表面溫度、推進(jìn)劑燃燒時火焰溫度、導(dǎo)熱系數(shù)、納米鋁粉鈍化程度、推進(jìn)劑水燃比以及推進(jìn)劑初溫等因素對燃速壓強(qiáng)指數(shù)的影響很小，對燃速系數(shù)的影響較大，即這些因素的變化只改變?nèi)妓俚拇笮。桓淖儔簭?qiáng)指數(shù)。
　　最后，在Vigor Yang鋁水混合物燃燒模型的基礎(chǔ)上建立鋁冰固體推進(jìn)劑的燃速模型，研究鋁冰固體推進(jìn)劑燃燒過程的溫度結(jié)構(gòu)，對鋁冰固體推進(jìn)劑的燃燒性能進(jìn)行充分的了解。利用求解燃速的精確解與近似解兩種方法計算燃速，結(jié)果表明：使用這兩種方法計

4、算得到的燃速壓強(qiáng)曲線與實驗擬合曲線符合的較好。通過對各個區(qū)域溫度結(jié)構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)隨著壓強(qiáng)的增大，各個區(qū)域的厚度減小，升溫速率增大。通過研究鋁顆粒鈍化程度、鋁顆粒粒徑、水燃比以及初溫四種因素對鋁冰固體推進(jìn)劑燃速的影響，發(fā)現(xiàn)鋁冰固體推進(jìn)劑的燃速隨著鋁顆粒鈍化程度、鋁顆粒粒徑以及水燃比的增大而減小，隨著初溫的升高而增大；各區(qū)域厚度隨著鋁顆粒鈍化程度和水燃比的增大而減小，隨著鋁顆粒粒徑的增大而增大，液相區(qū)與反應(yīng)區(qū)的厚度隨著初溫的升高而增大，氣相