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过氧化氢自燃点火器的试验研究

肖锋  
【摘要】: 本文研究的过氧化氢自燃点火器,采用分段式结构,燃料喷入过氧化氢的高温分解产物中,蒸发并自燃。 介绍了有关自燃的燃烧动力学理论、Semenov自燃理论以及应用Semenov方程对自燃范围进行预测的方法。介绍了过氧化氢的催化分解过程、催化分解方式、催化评估以及一维情况下的催化分解模型。对过氧化氢的催化分解进行了一维数值仿真。 对过氧化氢催化床的催化性能进行了试验研究,分析了催化床床载、催化床初始温度对过氧化氢催化分解的影响,与一维情况下的数值仿真结果进行了对比。 对喷注器类型、喷管等结构进行了试验研究。研究结果表明,采用带后向台阶的横向喷注器比气液同轴剪切喷注器更易于自燃,后向台阶的高度对燃烧室火焰稳定有影响,燃烧室的特征长度越长,越利于自燃。 对燃料喷入时的燃烧室温度、压力及推进剂余氧系数等工作参数进行了试验研究。研究结果表明,当推进剂处于余氧系数小于1或略大于1时,在燃烧室压力相同的情况下喷入燃料,燃烧室温度越高,可自燃的余氧系数越小;在燃烧室温度大致相同的情况下喷入燃料,燃烧室压力越高,可自燃的余氧系数越小;在燃烧室温度、压力大致相同的情况下喷入燃料,余氧系数越高,自燃发生的可能性越大。 通过本文的工作,验证了过氧化氢自燃点火器的可行性,积累了相关的设计与试验经验,为深入研究该点火器奠定了基础。


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