国家自然科学基金(51106135)
- 作品数：21 被引量：56H指数：6
- 相关作者：周俊虎刘建忠汪洋李和平杨卫娟更多>>
- 相关机构：浙江大学杭州电子科技大学中国航天科技集团公司更多>>
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- 相关领域：航空宇航科学技术动力工程及工程热物理理学兵器科学与技术更多>>
- 基于MEMS的固体燃料微推进技术研究进展被引量：6
- 2016年
- 随着航天器小型化的发展,微推进技术研究具有十分迫切和重要的意义.基于微机电系统(MEMS)的固体燃料微推进器(MSPT)具有诸多优点,已成为微推进技术研究热点.介绍了MSPT的研究背景及优势,综述了国内外基于MEMS的固体燃料微推进器的结构与装配、点火部分研究、推进剂研究、推力测试装置设计、模型及数值模拟方面的研究进展.分析了目前研究中存在的问题和不足之处,并展望了未来研究的重点和改进方向.
- 刘建忠梁导伦汪洋杨玉新施伟周俊虎
- 关键词：航空航天推进系统微机电系统固体推进剂微推进器推力测试
- B_4C对硼粉的点火燃烧特性影响研究被引量：1
- 2013年
- 通过高温热重（TG-DTG）和激光点火等实验分析手段，结合FactSage软件模拟计算，研究了不同配比的B4C和B混合燃料的点火燃烧特性，分析B4C对B的点火燃烧反应的作用机理和影响规律。分析实验结果发现，在1000K以下的空气气氛下，增大B4C含量能够增加样品反应增重，加快反应速率，降低样品的起始氧化温度；在1000-1250K剧烈反应期，增大样品中B4C含量，样品增重速率减小，1250K时的增重量也越少，最大增重速率对应的温度降低；在1250-1700K高温阶段，各个样品的增重速率再次变快，随着增大样品中B4C含量增大，样品增重速率变快，反应速率变快，含10％B4C的样品最终增重量超过纯硼粉。随着样品中B4C含量增大，燃烧光谱强度减弱，最大光谱强度波峰值减小，燃烧强度变弱，激光点火延迟时间变长，持续燃烧时间减少，燃料中B4C的成分不利于样品的快速点火和燃烧放热。
- 周华张彦威敖文汪洋刘建忠周俊虎岑可法
- 关键词：B4C激光点火燃烧特性
- 草酸对微小圆管中B/AP混合物燃料点火特性的影响被引量：3
- 2013年
- 硼颗粒表面被一层B2O3氧化膜包覆,阻碍了与氧化剂的接触和反应,使硼的点火燃烧性能较差。特别是微小燃烧室较大比表面积引起的较大散热损失,使含硼燃料的点火和燃尽更困难。借助热重、差示扫描量热同步分析和激光点火实验台,研究了草酸对微小圆管中B/AP混合物燃料点火燃烧特性的影响。实验结果显示,管径越小,B/AP混合物燃料的点火燃烧性能越差;而草酸的加入可显著缩短微小圆管中硼燃料的点火延迟时间,提高燃烧效率,同时降低燃速和燃烧强度。2 mm和3 mm内径圆管中燃料的点火延迟时间分别由1 345 ms和1 090 ms缩短至300 ms和460 ms,燃烧效率分别由18.45%和18.12%提高至42.6%和48.13%。
- 李和平汪洋杨卫娟刘建忠席剑飞周俊虎岑可法
- 关键词：草酸
- 气流速度对晶体硼颗粒热氧化及点火燃烧特性的影响被引量：2
- 2013年
- 利用热天平与激光点火装置,研究了不同气流速度下硼颗粒的热氧化特性和点火燃烧特性,在此基础上分析了对流换热对其影响规律。研究结果表明,气流速度对硼氧化反应的作用主要体现在对流换热项及扩散控制项两方面。气流速度对硼颗粒的点火燃烧过程的影响是双方面的。在流速较低时,其增大将促进硼颗粒的点火和燃烧,此时起主导作用的是氧扩散过程。随着流速的增加,对流换热对硼氧化反应的影响逐渐体现,超过某一程度后,其增大则不利于硼颗粒的点火和燃烧。研究还发现,硼颗粒的燃烧效率随气流速度的增大而增大,推测硼颗粒的燃烧效率的主要影响因素是氧扩散过程。
- 敖文杨卫娟汪洋席剑飞刘建忠周俊虎岑可法
- 关键词：硼热重点火燃烧
- 含硼推进剂一次燃烧固相产物氧化反应特性被引量：3
- 2017年
- 对硼基推进剂一次燃烧固相产物进行研究,是获得硼基推进剂二次燃烧氧化特性的重要手段。为比较在硼基推进剂初始配方中添加KClO_4和CL-20两种含氧添加剂对其二次燃烧氧化特性的影响,通过场发射扫描电镜、常压热分析系统和自主研发的激光点火试验系统对硼基推进剂一次燃烧固相产物样品进行了试验研究。结果表明,样品的热氧化过程主要包含三次失重过程和一次增重过程。先后经历了H_3BO_3分解析出的水分蒸发、NH_4Cl分解、C和B_mC_n氧化、B的氧化过程。在硼基推进剂初始配方中使用CL-20代替KClO_4,可使样品的放热量由7.62kJ/g提升到8.33kJ/g。样品的激光点火燃烧过程中可以观察到B,C两种元素的特征光谱。添加了KClO_4的样品中还能观察到KCl的特征光谱。在硼基推进剂中添加CL-20比添加KClO_4更有利于其一次燃烧固相产物的点火和自持燃烧,可使其二次燃烧的平均燃烧温度由1512°C提升到1633°C。
- 梁导伦刘建忠陈冰虹李和平周俊虎
- 关键词：二次燃烧热氧化
- 不同气氛下硼粉燃烧特性及动力学研究被引量：5
- 2012年
- 利用热天平（50～1100℃1分别研究了硼粉在空气、CO2、N2和O2四种不同气氛下的燃烧特性，同时研究了粒度对着火温度的影响。采用Doyle单曲线积分法模型计算硼在不同气氛下的热反应动力学参数。试验结果表明，在50～1100℃，硼在CO2气氛下增重量最大，在O2气氛中的增重速率最大，而在N2气氛下未见明显增重；硼在空气、O2和CO2气氛下的着火温度分别为710，697，770℃，提高氧浓度有利于促进硼的着火。硼粉着火温度随粒径的增大略微升高。通过计算硼在空气、O2和CO2气氛下的反应动力学参数可知，硼在以上气氛中的反应均属于二阶反应，CO2气氛下硼的反应速率常数最小。燃烧产物分析表明硼在空气气氛下与O2反应为主导反应，而基本不与N2发生反应。
- 敖文杨卫娟汪洋刘建忠周俊虎岑可法
- 关键词：硼热分析燃烧动力学
- 含硼燃料在细管内点火燃烧特性的实验研究被引量：2
- 2014年
- 为了获得适用于微推进器的含硼燃料的改进配方,利用热重分析实验台、激光点火实验台和电感耦合等离子体发射光谱仪,进行了氧/燃比和草酸对含硼燃料在微小圆管中火焰形貌、点火延迟时间、燃烧时间、燃烧剧烈程度、燃速和燃烧效率等点火燃烧性能的影响研究。实验结果显示:无草酸的样品,氧/燃比越大,硼的点火延迟时间越小,燃尽率越高;但燃速和燃烧剧烈程度越小。添加草酸后,硼的点火性能和燃尽率明显提高,比添加草酸前的点火延迟时间减小了545~595ms,燃尽率增大了31.41%~32.67%。
- 李和平王纵涛汪洋杨卫娟敖文席剑飞刘建忠周俊虎
- 关键词：微推进器草酸燃尽率
- 氧化剂包覆硼颗粒对硼基推进剂点火燃烧特性的影响被引量：6
- 2016年
- 选取高氯酸铵(AP)、硝酸铵(AN)、硝基胍(NQ)、奥克托今(HMX)4种氧化剂,采用重结晶法包覆硼(B)颗粒,制取了相应的B基推进剂样品。利用热重-差示扫描量热及激光点火试验系统研究了不同氧化剂包覆对B基推进剂点火燃烧特性的影响,设置机械混合样品作为对照组。结果表明,AP的包覆会使样品发生低温急剧燃烧,从而促进硼颗粒的低温氧化,有效缩短样品的点火延迟时间至330 ms。与机械混合样品进行对照发现,包覆是产生低温急剧燃烧现象的重要原因。AN包覆的B基推进剂样品具有更低的起始反应温度,为327.6℃,但其整体放热性能较差,平均燃烧温度仅为642.8℃。NQ、HMX的包覆能有效提高B基推进剂的燃烧强度,缩短燃烧时间。其中,NQ有利于提高燃烧强度的峰值;而HMX则更有利于整体燃烧强度的提升,其包覆使B基推进剂燃烧时间缩短为2750 ms,平均燃烧温度达到845.5℃,放热量提高至9968 J·g^(-1)。
- 陈冰虹刘建忠梁导伦李和平周俊虎
- 关键词：氧化剂包覆
- 加湿燃烧研究现状被引量：7
- 2014年
- 首先从两个方面详细介绍了燃料加湿燃烧的研究成果,一方面是加湿对燃气轮机燃烧室内燃烧特性的影响,另一方面是加湿对燃料着火特性、可燃极限的影响。分析了目前加湿燃烧研究所取得的结论,空气加湿燃烧可以降低火焰燃烧温度、改变燃烧过程中的化学反应以及传热传质过程,影响火焰的流场和结构,使火焰趋于不稳定。同时燃烧区温度的降低有利于降低NOx排放,对HAT、IGCC等热力循环中降低NOx排放有重要意义,最后指出了目前加湿燃烧存在的不足,并结合本课题组的研究结论为后续研究方向提出了建议。
- 郗丹汪洋刘建忠周俊虎
- 关键词：加湿注蒸汽HAT
- 粒径和晶形对硼颗粒点火燃烧特性的影响被引量：5
- 2013年
- 针对粒径和晶形对硼颗粒燃烧的影响机理，利用激光点火系统研究了硼颗粒的点火燃烧特性。结果表明，在25～65μm范围内，晶体硼点火延迟时间随粒径变化无明显规律，点火延迟时间在13—19ms之间。晶体硼和无定形硼燃烧效率均随粒径增加而增加。当粒径小于65μm，硼表面氧化层是影响硼燃烧效率的决定性因素。55μm的晶体硼不仅点火延迟时间最短，而且燃烧最剧烈，表明55μm可能是晶体硼颗粒点火燃烧性能最佳的尺寸。无定形硼的点火延迟时间要远低于晶体硼，燃烧效率、火焰强度及发射光谱强度也比晶体硼高。相对粒径，点火延迟时间对晶形更加敏感，晶形对硼点火燃烧具有更强的影响作用。
- 敖文周俊虎刘建忠杨卫娟汪洋
- 关键词：硼点火燃烧粒径晶形
