留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

高温燃气引射系统对接试验验证

赵芳 任泽斌 王海锋 李先锋 史煜 郭隆德

赵芳, 任泽斌, 王海锋, 等. 高温燃气引射系统对接试验验证[J]. 实验流体力学, 2020, 34(3): 111-116. doi: 10.11729/syltlx20190068
引用本文: 赵芳, 任泽斌, 王海锋, 等. 高温燃气引射系统对接试验验证[J]. 实验流体力学, 2020, 34(3): 111-116. doi: 10.11729/syltlx20190068
ZHAO Fang, REN Zebin, WANG Haifeng, et al. Docking test verification of high temperature gas ejector system[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2020, 34(3): 111-116. doi: 10.11729/syltlx20190068
Citation: ZHAO Fang, REN Zebin, WANG Haifeng, et al. Docking test verification of high temperature gas ejector system[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2020, 34(3): 111-116. doi: 10.11729/syltlx20190068

高温燃气引射系统对接试验验证

doi: 10.11729/syltlx20190068
详细信息
    作者简介:

    赵芳(1988-), 男, 湖南衡阳人, 硕士, 工程师。研究方向:燃气发生器试验, 风洞气动设计与试验。通信地址:四川省绵阳市二环路南段6号12信箱1分信箱(621000)。E-mail:zfcardc@163.com

    通讯作者:

    王海锋, E-mail: 1968683223@qq.com

  • 中图分类号: V231.2;TK223.2

Docking test verification of high temperature gas ejector system

  • 摘要: 引射系统是化学激光器排气系统的核心组件。为提高排气系统引射效率并适应小型化、经济性等要求,提出一种采用燃气发生器产生高温燃气的引射气源方案,建立了"基于航空发动机单喷嘴燃烧室结构的燃气发生器+两级超声速引射器"组合的引射系统试验平台,开展了燃气发生器独立热试车,并实现了与引射器的对接试验。结果表明:燃气发生器点火可靠,运行稳定;在高温燃气的引射作用下,引射器启动迅速,工作平稳,各项性能指标优于设计值;引射燃气温度一定范围内的变化基本不影响引射器工作性能。相关研究结果可为引射系统方案设计及选取提供参考。
  • 图  1  燃气引射系统结构示意图

    Figure  1.  Structure diagram of combustion-gas ejector system

    图  2  燃气发生器结构示意图

    Figure  2.  Structure diagram of gas generator

    图  3  引射器结构示意图

    Figure  3.  Structure diagram of ejector

    图  4  燃气发生器热试车工作时序

    Figure  4.  Hot-test time sequence of gas generator

    图  5  燃气发生器设计工况工作压力曲线

    Figure  5.  Operation pressure curves of gas generator under design condition

    图  6  燃气发生器设计工况工作流量曲线

    Figure  6.  Operation mass flow-rate curves of gas generator under design condition

    图  7  燃气发生器设计工况发生器出口温度曲线

    Figure  7.  Temperature distribution of gas generator outlet under design condition

    图  8  燃气引射系统工作压力曲线

    Figure  8.  Operating pressure curves of ejector system

    图  9  燃气引射系统工作温度曲线

    Figure  9.  Operating temperature curves of gas-ejector system

    图  10  引射器入口总压曲线

    Figure  10.  Total pressure curve of the ejector inlet

    图  11  引射器沿程静压分布

    Figure  11.  Static pressure distribution along ejector wall

    图  12  引射气流温度对引射器入口总压的影响曲线

    Figure  12.  Total pressure curve of the ejector inlet under different ejection-flow temperatures

    表  1  燃气发生器设计参数

    Table  1.   Design parameters of gas generator

    设计参数 数值
    余气系数 3.0
    总流量 26 kg/s
    燃烧室压力(无量纲) 3.0~4.0
    燃气总温 1100 K
    出口温度偏差 ±50 K
    下载: 导出CSV

    表  2  引射器设计参数

    Table  2.   Design parameters of ejector

    设计参数 数值
    被引射气流总压 4.00 kPa
    被引射流量 0.32 kg/s
    引射马赫数 一级 5.0
    二级 3.9
    引射流量 一级 0.62 kg/s
    二级 2.63 kg/s
    引射压力(无量纲) 一级 2.41
    二级 2.83
    引射温度 一级 800 K
    二级 900 K
    下载: 导出CSV
  • [1] 陈振华, 任泽斌, 赵波, 等.化学氧碘激光器尾气主动冷却技术试验[J].强激光与粒子束, 2014, 26(8):081013. doi: 10.11884/HPLPB201426.081013

    CHEN Z H, REN Z B, ZHAO B, et al. Experimental research on active cooling technique of exhaust gas from COIL[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2014, 26(8):081013. doi: 10.11884/HPLPB201426.081013
    [2] 李金雪, 王杰, 颜飞雪, 等. DF化学激光器扩压器流场仿真及优化[J].强激光与粒子束, 2018, 30(10):101002. doi: 10.11884/HPLPB201830.180113

    LI J X, WANG J, YAN F X, et al. Simulation and optimization of DF chemical lasers' diffuser[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30(10):101002. doi: 10.11884/HPLPB201830.180113
    [3] 符澄, 彭强, 刘卫红, 等.光腔与扩压器化学反应流场优化数值模拟[J].强激光与粒子束, 2015, 27(11):111009. doi: 10.11884/HPLPB201527.111009

    FU C, PENG Q, LIU W H, et al. Numerical simulation of chemical reaction flow optimization in cavity and diffuser[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2015, 27(11):111009. doi: 10.11884/HPLPB201527.111009
    [4] CONNAUGHTON J C. Application of a hydrazine gas generator to vacuum ejector pumping of a chemical laser[R]. AIAA-77-0892, 1977.
    [5] 邹建军, 周进, 徐万武, 等.大压缩比两级燃气引射系统参数匹配试验研究[J].强激光与粒子束, 2008, 20(10):1589-1592. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/qjgylzs200810002

    ZOU J J, ZHOU J, XU W W, et al. Experimental investigation on parameter matching of high compression-ratio two-stage gas ejector system[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2008, 20(10):1589-1592. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/qjgylzs200810002
    [6] 廖达雄.气体引射器原理及设计[M].北京:国防工业出版社, 2018:72-73.
    [7] 徐万武.高性能、大压缩比化学激光器压力恢复系统研究[D].长沙: 国防科学技术大学, 2003.

    XU W W. Study of high performance, high compression ratio pressure recovery system for chemical laser[D]. Changsha: National University of Defense Technology, 2003.
    [8] 徐万武, 邹建军, 王振国, 等超声速环型引射器启动特性试验研究[J].火箭推进, 2005, 31(6):7-11. doi: 10.3969/j.issn.1672-9374.2005.06.002

    XU W W, ZOU J J, WANG Z G, et al. Experimental investigation of the start performances of the supersonic annular ejector[J]. Journal of Rocket Propulsion, 2005, 31(6):7-11. doi: 10.3969/j.issn.1672-9374.2005.06.002
    [9] 徐万武, 谭建国, 王振国.高空模拟试车台超声速引射器数值研究[J].固体火箭技术, 2003, 26(2):71-74. doi: 10.3969/j.issn.1006-2793.2003.02.020

    XU W W, TAN J G, WANG Z G. Numerical study on supersonic ejector of simulated altitude test stand[J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2003, 26(2):71-74. doi: 10.3969/j.issn.1006-2793.2003.02.020
    [10] 徐万武, 谭建国, 王振国.二次流对超声速环型空气引射器真空度的影响[J].国防科技大学学报, 2003, 25(3):6-9. doi: 10.3969/j.issn.1001-2486.2003.03.002

    XU W W, TAN J G, WANG Z G. The effects of second-flow on the vacuum-degree of annular supersonic air ejector[J]. Journal of National University of Defense Technology, 2003, 25(3):6-9. doi: 10.3969/j.issn.1001-2486.2003.03.002
    [11] 陈志强, 廖达雄, 刘宗政, 等.过氧化氢加酒精补燃气体发生器实验研究[J].强激光与粒子束, 2007, 19(9):1409-1412. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/qjgylzs200709001

    CHEN Z Q, LIAO D X, LIU Z Z, et al. Experimental studies of gas generator based on hydrogen peroxide and hypergolic ethanol[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2007, 19(9):1409-1412. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/qjgylzs200709001
    [12] 刘盛田, 胡兴伟, 柳琪, 等.一氧化二氮/乙醇燃气发生器试验研究[J].舰船科学与技术, 2008, 30(z6):223-226. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=jckxjs2008z2012

    LIU S T, HU X W, LIU Q, et al. The experimental studies of gas generator based on nitrous oxide and ethanol[J]. Ship Science and Technology, 2008, 30(z6):223-226. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=jckxjs2008z2012
    [13] 刘盛田, 胡兴伟, 巴俊州, 等. N2O/C2H5OH单喷嘴燃气发生器研究[J].舰船防化, 2007(2):30-34. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK200702210228

    LIU S T, HU X W, BA J Z, et al. The Study of N2O/C2H5OH mono-injector gas generator[J]. Chemical Defence on Ships, 2007(2):30-34. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK200702210228
    [14] 冯军红, 沈赤兵, 赵芳.液氧与气氧对空气加热器燃烧流场的影响分析[J].国防科技大学学报, 2012, 34(4):43-48. doi: 10.3969/j.issn.1001-2486.2012.04.009

    FENG J H, SHEN C B, ZHAO F. Analysis of liquid and gaseous oxygen influence on the combustion flow field of air heater[J]. Journal of National University of Defense Technology, 2012, 34(4):43-48. doi: 10.3969/j.issn.1001-2486.2012.04.009
    [15] 罗智锋, 刘重阳, 冯大强, 等.一种以乙醇为燃料的单管燃烧室燃气发生器: 201420794555.3. 2015-08-05.

    LUO Z F, LIU C Y, FENG D Q, et al. A single tube combustor gas generator fueled by ethanol: 201420794555.3. 2015-08-05.
    [16] 廖达雄, 任泽斌, 余永生, 等.等压混合引射器设计与实验研究[J].强激光与粒子束, 2006, 18(5):728-732. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/qjgylzs200605007

    LIAO D X, REN Z B, YU Y S, et al. Design and experiment of constant pressure mixing ejector[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2006, 18(5):728-732. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/qjgylzs200605007
  • 加载中
图(12) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  247
  • HTML全文浏览量:  86
  • PDF下载量:  12
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-19
  • 修回日期:  2019-08-26
  • 刊出日期:  2020-06-25

目录

    /

    返回文章
    返回

    重要公告

    www.syltlx.com是《实验流体力学》期刊唯一官方网站,其他皆为仿冒。请注意识别。

    《实验流体力学》期刊不收取任何费用。如有组织或个人以我刊名义向作者、读者收取费用,皆为假冒。

    相关真实信息均印刷于《实验流体力学》纸刊。如有任何疑问,请先行致电编辑部咨询并确认,以避免损失。编辑部电话0816-2463376,2463374,2463373。

    请广大读者、作者相互转告,广为宣传!

    感谢大家对《实验流体力学》的支持与厚爱,欢迎继续关注我刊!


    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日