摘要：设计了两套冲刷状态可调的烧蚀实验发动机,开展了颗粒冲刷对绝热层烧蚀影响的实验研究。结果表明,冲刷速度是影响绝热层烧蚀的最主要因素;颗粒冲刷速度较低时,即使颗粒浓度很高,烧蚀率也并不是很大;对烧蚀数据进行的回归分析表明,最大线烧蚀率与颗粒冲刷速度平方接近正比关系,而颗粒浓度的影响非常小。

摘要：含Al固体复合推进剂在燃烧过程中,燃烧表面存在Al颗粒团聚现象,其对火箭发动机性能产生重要影响。通过分子动力学算法建立固体复合推进剂三维颗粒微观模型,实现了模拟三维空间内AP颗粒和Al颗粒的随机分布特征。并建立了颗粒的团聚模型,分析研究Al颗粒在随机填充模型中的团聚现象,得到了不同的临界分离距离下Al颗粒粒径分布规律,并将之与实验数据进行对比,最终总结出了合适的临界分离距离与Al颗粒直径的经验公式。然后总结出了Al颗粒在气固交界面发生团聚后粒径的分布规律,设计了Al颗粒在气固交界面的Rosin-Rammler概率分布函数,分析得到其均匀性系数与特征系数分别为1.4453与86.49,可用于数值模拟计算固体燃料燃烧面退移过程中表面Al颗粒喷射的初始粒径。

摘要：针对固体火箭发动机高浓度颗粒流冲刷下的粒子侵蚀绝热层问题,运用Standard k-ε湍流模型和颗粒轨道模型对某型地面模拟过载试验发动机进行三维两相流数值模拟,分析两相流场特性,基于Oka粒子侵蚀模型计算某型EPDM绝热层的粒子侵蚀率,并与7次地面模拟过载试验发动机粒子侵蚀试验结果进行对比。数值结果表明,该粒子侵蚀模型可靠且精度有保证,能够正确预示绝热层粒子侵蚀特性;计算与试验所得的侵蚀率分布范围基本相同,计算所得最大侵蚀率偏大,最小相对误差4.69%,平均相对误差约13.89%;但侵蚀分布特征与试验结果不完全一致,分析认为粒径分布数据与真实值的偏差是侵蚀分布特征存在差异的主要原因。研究结果可用于工程中EPDM绝热层高浓度颗粒冲刷下的粒子侵蚀分析,能够为固体火箭发动机绝热层设计及热防护可靠性研究提供参考。