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国家自然科学基金(51006118)

作品数:9 被引量:22H指数:3
相关作者:胡建新夏智勋杨晋朝黄利亚韩超更多>>
相关机构:国防科技大学国防科学技术大学防化研究院更多>>
发文基金:国家自然科学基金更多>>
相关领域:航空宇航科学技术理学动力工程及工程热物理冶金工程更多>>

文献类型

  • 9篇中文期刊文章

领域

  • 7篇航空宇航科学...
  • 1篇化学工程
  • 1篇冶金工程
  • 1篇动力工程及工...
  • 1篇理学

主题

  • 6篇
  • 4篇燃烧
  • 4篇粉末燃料冲压...
  • 4篇冲压发动机
  • 3篇着火
  • 3篇颗粒群
  • 2篇水反应金属燃...
  • 2篇水蒸气
  • 2篇燃烧特性
  • 2篇COMBUS...
  • 1篇数值模拟
  • 1篇燃烧波
  • 1篇燃烧过程
  • 1篇燃速
  • 1篇着火过程
  • 1篇着火模型
  • 1篇稳态
  • 1篇物理化学
  • 1篇金属含量
  • 1篇非稳态

机构

  • 4篇国防科技大学
  • 3篇国防科学技术...
  • 1篇防化研究院

作者

  • 7篇夏智勋
  • 7篇胡建新
  • 4篇杨晋朝
  • 2篇韩超
  • 2篇黄利亚
  • 1篇马立坤
  • 1篇方丁酉
  • 1篇张兴高
  • 1篇黄序

传媒

  • 3篇固体火箭技术
  • 2篇物理学报
  • 1篇含能材料
  • 1篇国防科技大学...
  • 1篇Chines...
  • 1篇Scienc...

年份

  • 3篇2013
  • 4篇2012
  • 2篇2011
9 条 记 录,以下是 1-9
排序方式:
Statistical model for combustion of high-metal magnesium-based hydro-reactive fuel
2012年
We investigate experimentally and analytically the combustion behavior of a high-metal magnesium-based hydro- reactive fuel under high temperature gaseous atmosphere. The fuel studied in this paper contains 73% magnesium powders. An experimental system is designed and experiments are carried out in both argon and water vapor atmo- spheres. It is found that the burning surface temperature of the fuel is higher in water vapor than that in argon and both of them are higher than the melting point of magnesium, which indicates the molten state of magnesium particles in the burning surface of the fuel. Based on physical considerations and experimental results, a mathematical one-dimensional model is formulated to describe the combustion behavior of the high-metal magnesium-based hydro-reactive fuel. The model enables the evaluation of the burning surface temperature, the burning rate and the flame standoff distance each as a function of chamber pressure and water vapor concentration. The results predicted by the model show that the burning rate and the surface temperature increase when the chamber pressure and the water vapor concentration increase, which are in agreement with the observed experimental trends.
胡建新韩超夏智勋黄利亚黄序
粉末燃料冲压发动机内镁粉尘云层流燃烧模型被引量:1
2013年
对粉末燃料冲压发动机预燃室内镁粉尘云燃烧过程进行了研究,建立了镁粉尘云的一维层流预混燃烧模型.研究表明,镁粉尘云层流火焰传播很稳定,燃烧过程中火焰结构基本不变,燃烧区很薄,而预热区厚度约是燃烧区的2~3倍.粉尘云中镁颗粒的蒸发和气相镁与氧气的均相反应是产生火焰的直接原因,也是火焰得以传播的关键.预热区气相温度升高主要靠燃烧区气体的导热和扩散过来的气相镁与氧气反应释放热量,而预热区颗粒相温度升高主要靠气相对其对流传热.分析了各参数对粉尘云燃烧的影响,颗粒相对浓度对粉尘云燃烧的影响比较复杂,在浓度较低的情况下,增大颗粒相对浓度有利于粉尘云快速燃烧;而在浓度较高的情况下,增大颗粒相对浓度则不利于粉尘云快速燃烧.随颗粒粒径的增加,火焰传播速度减小,火焰温度升高,预热区厚度增大.火焰传播速度和火焰温度随粉尘云初温增加线性增长,预热区厚度随粉尘云初温增加抛物线增长.数值模拟与文献中试验结果的变化趋势相一致.
杨晋朝夏智勋胡建新
关键词:粉末燃料冲压发动机粉尘云层流火焰
镁颗粒群非稳态着火过程数值模拟被引量:2
2012年
建立了镁颗粒群着火的一维非稳态有限影响体模型,数值模拟颗粒群中镁颗粒的着火过程.研究表明,当镁颗粒表面反应加剧之后,颗粒相温度急剧上升,迅速达到着火,而其周围气相的温升速率却远小于颗粒的温升速率;在着火过程中气相温度只在颗粒表面附近升高比较明显,整体温度升高不大.分析了颗粒群内部参数和环境参数对镁颗粒群着火的影响.随颗粒浓度的增加,颗粒群变得易于着火,其着火时间变短,但颗粒浓度增大到一定程度后,继续增大该值将对颗粒群的着火起消极作用.环境压力对颗粒群着火的影响比较小,在1—5 atm范围内颗粒群的着火性能基本不变.气相中氧气浓度对颗粒群的着火性能影响也不显著,但当氧气浓度过小时,对着火过程的影响将大大增强.颗粒粒径、气相/颗粒相初温、辐射源温度对颗粒群着火的影响巨大,小粒径、高温度促使颗粒群快速着火.数值模拟与文献中试验结果的变化趋势相一致.
杨晋朝夏智勋胡建新
关键词:粉末燃料冲压发动机颗粒群
Experimental study on the ignition and combustion characteristics of a magnesium particle in water vapor被引量:1
2012年
Magnesium is of interest for underwater propulsion due to the superior ignition behavior of magnesium particles and the highly exothermic Mg-water reaction.In this work,the ignition and combustion characteristics of an individual millimeter-sized magnesium particle in water vapor were studied.In order to build an atmosphere of water vapor,an experiment system was established and validated by the experiments of magnesium particle in air.The ignition and combustion of a single magnesium particle were accomplished in a combustor filled with water vapor.The surface changes of the particle during the ignition and a steady-state vapor phase combustion were observed.Based on the data obtained,ignition mechanism was analyzed and ignition temperature was determined.The steady-state combustion of the sample was controlled by diffusion in gas phase,and a one-dimensional,spherically symmetric quasi-steady model was adopted to describe the process.The dependence of burning time on the diameter was investigated,and the conclusion that burning time is proportional to the square of the metal sample diameter was drawn.
HUANG XuXIA ZhiXunHUANG LiYaHU JianXin
关键词:IGNITIONCOMBUSTIONEXPERIMENT
水反应金属燃料在水蒸气环境下的稳态燃烧特性被引量:2
2011年
为探索高金属含量水冲压发动机的稳态燃烧机理,开展了镁基高金属含量水反应金属燃料在水蒸气氛围下的稳态燃烧试验研究,燃料中金属镁含量高于70%。采用直径0.5 mm的K型热电偶测量燃料燃烧波曲线,并拍摄了火焰图片。结果显示,工作压强2.0 MPa时,燃料稳态燃烧的燃面温度约为900.1℃,气相平衡火焰温度约为1 214.9℃;燃烧火焰明亮并紧贴燃面,没有颗粒燃烧形成的火星或轨迹。分析总结了镁基高金属含量水反应金属燃料在水蒸气氛围下的稳态燃烧特性,认为镁颗粒在燃面以熔融状态存在,并与水蒸气在燃面附近进行剧烈的放热反应,水蒸气向燃面的扩散过程是稳态燃烧的关键。
韩超夏智勋胡建新马立坤
关键词:水反应金属燃料水蒸气燃烧波
粉末燃料冲压发动机内镁颗粒群着火模型被引量:1
2012年
对粉末燃料冲压发动机中镁颗粒群的着火过程进行了研究,建立了镁颗粒群的非稳态着火模型,数值模拟了镁颗粒群的着火过程。研究表明,颗粒相温度先缓慢升高,表面反应加剧之后,温度才急剧上升,很短时间内着火成功;而着火过程中气相温度整体升高不大,其温度总是低于颗粒相温度且升温很慢,特别是着火阶段后期,气相的升温速率远小于颗粒相的升温速率,分析了各种参数变化对颗粒群着火的影响。随颗粒浓度的增加,颗粒群的着火时间缩短;但当颗粒浓度太大时,颗粒群将不能着火成功。气相中氧气浓度对着火的影响很小,特别是颗粒浓度大的情况,氧气浓度对着火几乎没有影响。辐射源温度和气相初始温度对颗粒群着火的影响很大,两者的温度高,则颗粒群着火时间将大大缩短,但当颗粒浓度很高时,气相初温变化对颗粒群着火时间的影响将不再显著。颗粒粒径对颗粒群着火的影响较复杂,颗粒浓度大时,小颗粒颗粒群易于着火,而颗粒浓度小时,大颗粒颗粒群着火时间更短。
杨晋朝夏智勋胡建新
关键词:粉末燃料冲压发动机颗粒群
高金属含量水反应金属燃料稳态燃烧模型被引量:3
2011年
为探索水冲压发动机稳态燃烧机理,以水反应金属燃料在水蒸气环境下的稳态燃烧试验为基础,建立了镁基高金属含量水反应金属燃料稳态燃烧模型,燃料中金属镁含量大于70%。将镁基水反应金属燃料稳态燃烧过程分为惰性加热区、凝相反应区和气相反应区,指出燃面附近气相火焰结构由4部分组成,分别为AP预混火焰、AP/HTPB扩散火焰、AP/Mg扩散火焰和Mg/H2 O扩散火焰;提出凝相镁颗粒的熔化蒸发为燃速控制过程,以液滴蒸发燃烧模型为基础建立了燃面熔融镁蒸发模型;对影响燃速的主要因素进行讨论,认为燃料组分一定时,环境压强及环境中水蒸气浓度的提高将带来燃速的增加;在计算压强范围内,AP预混火焰对燃烧过程的影响可忽略,Mg/H2O最终扩散火焰对燃烧过程具有决定性的影响。
韩超夏智勋胡建新黄利亚张兴高方丁酉
关键词:水反应金属燃料水蒸气燃速
镁颗粒群着火和燃烧过程数值模拟被引量:5
2013年
建立了一维非稳态球形镁颗粒群的着火燃烧模型,数值模拟镁颗粒群的着火和燃烧过程,研究表明,颗粒群着火首先发生在颗粒群边界,随后初始的燃烧火焰会分离为两个,一个向颗粒群内部传播,一个向外部传播,最终内部火焰消失,外部火焰维持并控制着整个颗粒群的燃烧;内火焰向颗粒群内部传播过程中,传播速度会逐渐加快,且火焰温度值呈逐渐降低趋势.分析了颗粒群内部参数和环境参数对镁颗粒群着火燃烧的影响.随颗粒浓度的增大,颗粒群着火时间略有增长,但火焰传播速度更快,燃烧稳定时火焰球尺寸也更大.颗粒群初温越高,则颗粒群着火时间越短,火焰传播速度也会加快,但燃烧稳定时火焰球尺寸基本不变.环境温度对颗粒群着火燃烧的影响较复杂,环境温度越高,颗粒群着火时间越短,但火焰传播速度却越慢,燃烧稳定时火焰球尺寸变化很小.颗粒粒径和辐射源温度对颗粒群着火燃烧的影响较显著,颗粒粒径越小或辐射源温度越高,则颗粒群着火时间越短,火焰传播速度越快,燃烧稳定时火焰球尺寸也越大.数值模拟结果与文献中试验结果相一致.
杨晋朝夏智勋胡建新
关键词:粉末燃料冲压发动机颗粒群
氧化性气氛中镁颗粒燃烧特性研究进展被引量:9
2013年
归纳总结了镁颗粒在空气、O2、CO、CO2和H2O(g)中的燃烧特性。不同燃烧产物对二次反应和燃烧速率有不同的影响。基于对镁颗粒燃烧现象和产物分析,镁颗粒经历了从表面多相反应到气相燃烧的过程,镁颗粒着火阶段表面氧化层是由表面多相氧化反应形成,燃烧阶段中表面氧化层是由气相燃烧产物凝结或烧结、氧化层表面吸附反应和Mg-O溶液的相位分离等形成;根据镁颗粒在不同氧化性气氛中的燃烧特性,介绍、评述了镁颗粒在空气或O2、CO2和H2O(g)中的燃烧模型。镁颗粒在各种氧化性气氛中燃烧研究需要对反应机理深入研究;燃烧模型中需丰富燃烧过程的物理化学信息,如反应的机理、化学动力学特性和表面氧化层对燃烧过程中传热传质的影响等。
黄序夏智勋黄利亚胡建新
关键词:物理化学燃烧特性
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