碳?xì)淙剂蠠崃呀饨Y(jié)焦中碳顆粒粘附機(jī)理的研究.pdf

1、作為高超聲速飛行器的首選冷卻劑，吸熱型碳?xì)淙剂喜还苁窃诳煽啃院脱邪l(fā)成本上，還是在冷卻效果和燃料利用率上都有很大的優(yōu)勢(shì)。碳?xì)淙剂显诟邷乩鋮s通道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，利用自身熱沉吸收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)壁面的熱量，當(dāng)其溫度達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)生裂解反應(yīng)，生成結(jié)焦顆粒，結(jié)焦顆粒是分子量大、粘性大和沸點(diǎn)高的烴類混合物，極易粘附在管道壁面上，難以沖刷，影響冷卻效果，而且可能腐蝕發(fā)動(dòng)機(jī)壁面，因此，結(jié)焦問(wèn)題是高超聲速發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻技術(shù)的難題。
　　在冷卻通道內(nèi)，高溫液體燃料

2、以湍流狀態(tài)在管道內(nèi)流動(dòng)。為了真實(shí)的模擬冷卻管道內(nèi)結(jié)焦顆粒的積聚情況，本課題將采用計(jì)算流體力學(xué)模型（CFD）和離散顆粒模型（DEM）來(lái)模擬冷卻管道內(nèi)兩相流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性，其中采用DEM模型中的軟球模型來(lái)處理結(jié)焦顆粒的碰撞，并分析和計(jì)算結(jié)焦顆粒間的粘附力和流體對(duì)顆粒的拖拽力。
　　不考慮熱傳遞和化學(xué)反應(yīng)，首先將冷卻管道內(nèi)環(huán)境設(shè)置為真空，對(duì)結(jié)焦顆粒的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行數(shù)值模擬，探討在不同粘附力和脈動(dòng)速度下結(jié)焦顆粒的積聚情況，同時(shí)，還將模擬相同條件

3、下，不同直徑的結(jié)焦顆粒的積聚情況，得到影響結(jié)焦顆粒積聚的因素；其次，對(duì)液固兩相流進(jìn)行數(shù)值模擬，在計(jì)算結(jié)焦顆粒所受作用力時(shí)，加上流體對(duì)結(jié)焦顆粒的單向耦合作用，然后模擬不同粘附力和脈動(dòng)速度下結(jié)焦顆粒的積聚情況，同時(shí)，還將改變結(jié)焦顆粒的直徑，分析此種工況下顆粒直徑對(duì)積聚的影響；最后，在程序中，賦予結(jié)焦顆粒不同的初始位置和初始速度，討論和分析結(jié)焦顆粒的初始條件對(duì)顆粒積聚的影響，得到結(jié)焦顆粒產(chǎn)生積聚的一般規(guī)律，其結(jié)果如下：
　　結(jié)焦顆粒間的