干湿气氛下硼颗粒燃烧动力学模型文献综述

 2023-08-29 11:43:27
  1. 选题背景和意义:

因为硼能提供很高的燃烧热量,所以很多从事推进技术领域研究的学者们对于其的点燃和氧化的过程非常感兴趣。随着二氟氨基氧化剂的发展,硼作为添加剂在固体推进剂和燃料中的作用日益增大。

硼具有较高的体积热值和质量热值,是冲压发动机燃料中最具吸引力的添加剂之一。它的体积能势远高于其它潜在燃料,但其实际应用受到限制,在空气呼吸系统中的燃烧完全性较低。硼在固体冲压发动机燃料中的比例可达40%,占固体燃料总热值的一半以上,近年来也被推广应用于凝胶燃料中。因此,为了实现冲压发动机的高燃烧能量,研究单个硼颗粒的点火与燃烧模型是非常重要的。

硼颗粒在实验室条件下的燃烧研究从20世纪60年代末至今一直在进行。硼燃烧显示出一些难以解释的特征,包括点火延迟、点火温度、两个燃烧阶段、不同粒径颗粒燃烧规律的变化。研究硼颗粒燃烧动力学模型有利于提高其燃烧效率,充分发挥其热值与潜能。

目前,硼燃烧特性与固体火箭冲压发动机的助燃空气有关,而且硼燃烧过程中蒸发、传导和辐射传热、扩散、化学反应和产物冷凝等过程之间的复杂相互作用,赋予这种调查一种内在的利益。为了实现硼作为冲压发动机燃料的高性能潜能,对硼颗粒燃烧的动力学模型进行研究十分必要。

  1. 课题关键问题及难点:

关键问题:

把硼颗粒燃烧的动力学过程用数学方式建模表达。

难点:

1.利用流体力学、传热学、燃烧学等专业知识,建立硼颗粒燃烧过程的连续性方程、扩散方程、能量守恒方程。

2.Matlab软件环境下自主编程设计的硼颗粒燃烧模型计算程序:使用Matlab软件中的龙格-库塔法(相对误差小于1times;10-5)或更高精度方法对联立非线性常微分方程进行求解。

3.在建模机理和预测精度方面一定程度的改进和提升原模型。

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