激波加热超声速燃烧室直连式试验台喷管中的化学非平衡流动

作     者：翟小飞 张扣立 白菡尘 李国志 ZHAI Xiaofei;ZHANG Kouli;BAI Hanchen;LI Guozhi

作者机构：中国空气动力研究与发展中心高超声速冲压发动机技术重点实验室绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所绵阳621000 

基　　金：高超声速冲压发动机技术重点实验室基金项目(STS/MY-ZY-2015-003) 

出 版 物：《空气动力学学报》 (Acta Aerodynamica Sinica)

年 卷 期：2020年第38卷第2期

页      码：268-273页

摘      要：为了开展飞行马赫数8和9的超燃冲压发动机直连式试验研究,将中国空气动力研究与发展中心的FD-14激波风洞改造成了激波加热超声速燃烧室直连式试验台。设计了两组喷管,喷管出口马赫数为3.5和4.5,分别用于模拟飞行马赫数8和9的超燃冲压发动机燃烧室入口气流条件。采用Park、Gupta、Dunn/Kang三种纯空气化学反应动力学模型,对马赫数3.5及马赫数4.5喷管中的化学非平衡流动进行了数值模拟研究,并对三种纯空气化学反应模型进行了比较分析。研究结果表明:在喷管收缩段,N2和O2的离解效应显著,而在喷管扩张段,N原子和O原子的复合效应更加显著;马赫数3.5及马赫数4.5喷管出口的NO摩尔分数分别为2.3%~2.57%和4.8%~6.0%,O原子摩尔分数分别为0.04%~0.11%和0.75%~1.25%,N原子摩尔分数几乎为零;在喷管扩张段,流动为典型的"冻结流";三种化学反应模型中,采用Gupta模型时O2和N2的离解程度最大,相应生成的NO及O原子含量更高,但是三个反应模型计算获得的各个组分在喷管内部及喷管出口截面的分布规律是一致的。

主 题 词：激波加热 直连式试验台 喷管 化学非平衡流动 离解 

学科分类：081704[081704] 07[理学] 070304[070304] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7638/kqdlxxb-2018.0100

馆 藏 号：203922970...