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考虑Stefan影响的单颗粒硼着火过程研究

方传波 夏智勋 肖云雷 胡建新 刘道平

考虑Stefan影响的单颗粒硼着火过程研究

方传波, 夏智勋, 肖云雷, 胡建新, 刘道平
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  • 针对含硼推进剂固体火箭冲压发动机内单颗粒硼的着火过程展开了系统研究. 考虑硼颗粒周围气相流动以及硼颗粒与周围环境间的传热传质过程, 建立了考虑Stefan流作用的一维硼颗粒着火模型, 研究了硼颗粒实现着火和未能实现着火两种典型情形下硼颗粒及周围气相的参数变化规律, 对两种情形下Stefan流的变化规律及其成因展开了详细分析. 研究表明, 在硼颗粒实现着火的过程中, 液态B2O3的蒸发及硼的 氧化均能在硼颗粒的反应自加热作用下急剧加速, 硼颗粒表面附近的氧气和气相B2O3分布变化剧烈; 在未能实现着火的过程中, 液态B2O3的蒸发和氧气消耗的质量流率相对较小, 并逐渐趋于稳定, 硼颗粒表面附近的氧气和气相B2O3分布相对变化很小.在两种典型情形下, 硼颗粒外表面的Stefan流都会经历先由周围空间流向颗粒表面, 而后变为由颗粒表面流向周围空间的过程.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51276194)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-03
  • 修回日期:  2013-05-13
  • 刊出日期:  2013-08-20

考虑Stefan影响的单颗粒硼着火过程研究

  • 1. 国防科学技术大学, 高超声速冲压发动机技术重点实验室, 长沙 410073;
  • 2. 国防科学技术大学航天科学与工程学院, 长沙 410073
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51276194)资助的课题.

摘要: 针对含硼推进剂固体火箭冲压发动机内单颗粒硼的着火过程展开了系统研究. 考虑硼颗粒周围气相流动以及硼颗粒与周围环境间的传热传质过程, 建立了考虑Stefan流作用的一维硼颗粒着火模型, 研究了硼颗粒实现着火和未能实现着火两种典型情形下硼颗粒及周围气相的参数变化规律, 对两种情形下Stefan流的变化规律及其成因展开了详细分析. 研究表明, 在硼颗粒实现着火的过程中, 液态B2O3的蒸发及硼的 氧化均能在硼颗粒的反应自加热作用下急剧加速, 硼颗粒表面附近的氧气和气相B2O3分布变化剧烈; 在未能实现着火的过程中, 液态B2O3的蒸发和氧气消耗的质量流率相对较小, 并逐渐趋于稳定, 硼颗粒表面附近的氧气和气相B2O3分布相对变化很小.在两种典型情形下, 硼颗粒外表面的Stefan流都会经历先由周围空间流向颗粒表面, 而后变为由颗粒表面流向周围空间的过程.

English Abstract

参考文献 (20)

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