《液體火箭發動機氣氣燃燒及氣氣噴注器技術》講述了氣氣燃燒過程作為液體火箭發動機中一種新的燃燒模式，首先需要認識其燃燒過程機理、整個混合燃燒過程的物理化學描述和解釋、與噴霧燃燒過程的本質區別；其次數值模擬技術和試驗測量技術等都需要重新開發，獲得一種具有指導意義的研究方法；再次需要獲得適用於工程的氣氣噴注器的設計方法。但在氣氣燃燒技術帶來這些難點的同時，是否也帶來了研究和設計上機遇，是需要深入研究的。《液體火箭發動機氣氣燃燒及氣氣噴注器技術》對以上各方面進行了系統全面的論述。
基本介紹
- 書名：液體火箭發動機氣氣燃燒及氣氣噴注器技術
- 作者：蔡國飆 汪小衛
- 出版日期：2012年6月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787118082029, 7118082023
- 外文名：Gas-gas Combustion and Gas-gas Injector Technology of Liquid Propellant Rocket Engine
- 出版社：國防工業出版社
- 頁數：336頁
- 開本：16
- 品牌：國防工業出版社
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《液體火箭發動機氣氣燃燒及氣氣噴注器技術》講述了液體火箭發動機是航天運輸最主要的動力來源，而全流量補燃循環發動機是具有高性能、高可靠性的液體火箭發動機，是未來航天運輸動力系統的重要發展方向之一，特別是對未來可重複使用的運載器動力系統，其關鍵技術之一——氣氣燃燒技術——是以往液體火箭發動機中未曾遇到過的一項新技術。從傳統的噴霧燃燒技術到氣氣燃燒技術和相應的氣氣噴注器技術，是液體火箭發動機面向未來發展的一大跨越。
圖書目錄
第1章 概述
1.1 液體火箭發動機氣氣燃燒的套用背景
1.2 液體火箭發動機氣氣燃燒的物理化學過程
1.3 液體火箭發動機氣氣燃燒歷史、發展和現狀
1.3.1 液體火箭發動機氣氣燃燒過程機理
1.3.2 液體火箭發動機氣氣燃燒研究方法
1.3.3 液體火箭發動機氣氣噴注器設計
參考文獻
第2章 氣氣噴注器試驗技術
2.1 試驗系統
2.1.1 氫氣供應系統
2.1.2 氧氣供應系統
2.1.3 液氧供應系統
2.1.4 冷卻水系統
2.1.5 空氣供應系統
2.1.6 測控系統
2.2 試驗件
2.2.1 點火器
2.2.2 富氧預燃室
2.2.3 容熱式燃燒室
2.2.4 光學燃燒室
2.3 壁面溫度測量方法
2.3.1 方法介紹
2.3.2 感測器
2.3.3 套用實例
2.4 光學測量方法
2.4.1 粒子圖像測速技術
2.4.2 相干反斯托克斯拉曼光譜技術
2.4.3 雷射誘導螢光技術
2.4.4 高速攝影技術
參考文獻
第3章 氣氣燃燒的數值模擬技術
3.1 RANS數值模擬方法
3.1.1 計算模型
3.1.2 控制方程
3.1.3 黏性係數
3.1.4 擴散係數
3.1.5 湍流模型
3.1.6 化學動力模型
3.1.7 數值方法
3.1.8 邊界條件
3.1.9 套用實例及結果分析1
3.1.10 套用實例及結果分析2
3.2 大渦模擬方法
3.2.1 方法介紹及套用背景
3.2.2 理論模型及數值方法
3.2.3 套用實例及結果分析
3.3 RANS與LES結果對比分析
參考文獻
第4章 氣氣燃燒過程機理
4.1 氫/氧對向擴散火焰
4.1.1 反應機理和計算模型
4.1.2 結果分析
4.2 氣氫/氣氧冷流摻混的大渦模擬
4.2.1 物理模型及格線劃分
4.2.2 典型結果與分析
4.3 氣氫/氣氧燃燒流動的大渦模擬
4.3.1 物理模型及格線劃分
4.3.2 典型結果與分析
參考文獻
第5章 氣氣燃燒流場相似性
5.1 氣氣冷流流場相似性研究
5.1.1 方程分析
5.1.2 量綱分析
5.1.3 仿真分析
5.2 氣氣燃燒流動方程分析
5.2.1 氣相湍流反應流的N—S方程組
5.2.2 無量綱分析
5.2.3 單值性條件
5.2.4 相似準則分析
5.3 氣氣燃燒現象的量綱分析
5.3.1 π定理的套用
5.3.2 相似準則分析
5.4 單噴嘴氣氣燃燒流場相似仿真
5.4.1 不同幾何尺寸燃燒室流場相似仿真
5.4.2 不同壓力燃燒室流場相似仿真
5.5 單噴嘴氣氣燃燒工況試驗
5.5.1 不同燃燒室壓力縮尺試驗
5.5.2 不同燃燒室幾何尺寸縮尺試驗
5.6 單噴嘴氣氣燃燒流場相似性的光學測試
5.7 多噴嘴氣氣燃燒流場相似的仿真研究
5.7.1 計算模型及數值方法
5.7.2 不同幾何尺寸燃燒室流場相似仿真
5.7.3 不同壓力燃燒室流場相似仿真
5.8 多噴嘴氣氣燃燒工況試驗
5.8.1 測量及試驗參數
5.8.2 感測器表現及結果分析
參考文獻
第6章 氣氣噴注器推力室性能與傳熱縮尺
6.1 縮尺技術研究目的與內容
6.1.1 燃燒性能縮尺
6.1.2 傳熱縮尺
6.2 理論分析
6.2.1 方程分析
6.2.2 量綱分析
6.3 摩擦損失
6.3.1 摩擦損失縮尺方法分析
6.3.2 具體縮尺技術分析
6.4 傳熱損失及傳熱縮尺技術
6.4.1 縮尺技術方法分析
6.4.2 縮尺技術具體套用方法
6.4.3 傳熱損失
6.4.4 傳熱縮尺的仿真分析
6.4.5 傳熱縮尺試驗
6.4.6 其他相關研究
參考文獻
第7章 氣氫/氣氧噴注器設計
7.1 同軸剪下式氣氣噴注器設計
7.1.1 同軸剪下式氣氣噴注器設計方法
7.1.2 典型同軸剪下式噴注器仿真結果與分析
7.1.3 設計參數選擇
7.1.4 設計參數最佳化
7.1.5 同軸剪下式噴注器的改進設計
7.2 單噴嘴氣氫/氣氧噴注器試驗
7.2.1 試驗噴注器
7.2.2 試驗結果與分析
7.3 多噴嘴大流量氣氫/氣氧噴注單元設計
7.4 多噴嘴氣氫/氣氧燃燒流場數值模擬
7.4.1 排布的仿真最佳化
7.4.2 具體結果與分析
7.5 多噴嘴氣氫/氣氧噴注器最佳化設計的試驗評價
7.5.1 試驗件及測量
7.5.2 試驗結果與分析
7.6 大流量適應能力評價
7.6.1 更大流量的設計及試驗
7.6.2 改變噴管段設計及試驗
參考文獻
第8章 富氫/富氧燃氣噴注器設計參數的影響分析
8.1 富氫/富氧噴注器試驗系統
8.2 設計參數對同軸剪下式噴注器燃燒過程的影響
8.2.1 同軸剪下式噴注器的設計參數
8.2.2 同軸剪下式噴注器性能的評價指標
8.2.3 富氧燃氣噴注速度對燃燒過程和燃燒室熱載的影響
8.2.4 燃氧速度比對燃燒過程和燃燒室熱載的影響
8.2.5 氧噴嘴出口端面壁厚對燃燒過程和燃燒室熱載的影響
8.2.6 氧噴嘴縮進距離對燃燒過程和燃燒室熱載的影響
8.2.7 富氧燃氣溫度對燃燒過程和燃燒室熱載的影響
……
第9章 富氫/富氧燃氣噴注器最佳化設計
第10章 氣氛/甲烷噴注器設計
第11章 氣氫/氣氧燃燒與氣氫/液氧燃燒對比研究
參考文獻
1.1 液體火箭發動機氣氣燃燒的套用背景
1.2 液體火箭發動機氣氣燃燒的物理化學過程
1.3 液體火箭發動機氣氣燃燒歷史、發展和現狀
1.3.1 液體火箭發動機氣氣燃燒過程機理
1.3.2 液體火箭發動機氣氣燃燒研究方法
1.3.3 液體火箭發動機氣氣噴注器設計
參考文獻
第2章 氣氣噴注器試驗技術
2.1 試驗系統
2.1.1 氫氣供應系統
2.1.2 氧氣供應系統
2.1.3 液氧供應系統
2.1.4 冷卻水系統
2.1.5 空氣供應系統
2.1.6 測控系統
2.2 試驗件
2.2.1 點火器
2.2.2 富氧預燃室
2.2.3 容熱式燃燒室
2.2.4 光學燃燒室
2.3 壁面溫度測量方法
2.3.1 方法介紹
2.3.2 感測器
2.3.3 套用實例
2.4 光學測量方法
2.4.1 粒子圖像測速技術
2.4.2 相干反斯托克斯拉曼光譜技術
2.4.3 雷射誘導螢光技術
2.4.4 高速攝影技術
參考文獻
第3章 氣氣燃燒的數值模擬技術
3.1 RANS數值模擬方法
3.1.1 計算模型
3.1.2 控制方程
3.1.3 黏性係數
3.1.4 擴散係數
3.1.5 湍流模型
3.1.6 化學動力模型
3.1.7 數值方法
3.1.8 邊界條件
3.1.9 套用實例及結果分析1
3.1.10 套用實例及結果分析2
3.2 大渦模擬方法
3.2.1 方法介紹及套用背景
3.2.2 理論模型及數值方法
3.2.3 套用實例及結果分析
3.3 RANS與LES結果對比分析
參考文獻
第4章 氣氣燃燒過程機理
4.1 氫/氧對向擴散火焰
4.1.1 反應機理和計算模型
4.1.2 結果分析
4.2 氣氫/氣氧冷流摻混的大渦模擬
4.2.1 物理模型及格線劃分
4.2.2 典型結果與分析
4.3 氣氫/氣氧燃燒流動的大渦模擬
4.3.1 物理模型及格線劃分
4.3.2 典型結果與分析
參考文獻
第5章 氣氣燃燒流場相似性
5.1 氣氣冷流流場相似性研究
5.1.1 方程分析
5.1.2 量綱分析
5.1.3 仿真分析
5.2 氣氣燃燒流動方程分析
5.2.1 氣相湍流反應流的N—S方程組
5.2.2 無量綱分析
5.2.3 單值性條件
5.2.4 相似準則分析
5.3 氣氣燃燒現象的量綱分析
5.3.1 π定理的套用
5.3.2 相似準則分析
5.4 單噴嘴氣氣燃燒流場相似仿真
5.4.1 不同幾何尺寸燃燒室流場相似仿真
5.4.2 不同壓力燃燒室流場相似仿真
5.5 單噴嘴氣氣燃燒工況試驗
5.5.1 不同燃燒室壓力縮尺試驗
5.5.2 不同燃燒室幾何尺寸縮尺試驗
5.6 單噴嘴氣氣燃燒流場相似性的光學測試
5.7 多噴嘴氣氣燃燒流場相似的仿真研究
5.7.1 計算模型及數值方法
5.7.2 不同幾何尺寸燃燒室流場相似仿真
5.7.3 不同壓力燃燒室流場相似仿真
5.8 多噴嘴氣氣燃燒工況試驗
5.8.1 測量及試驗參數
5.8.2 感測器表現及結果分析
參考文獻
第6章 氣氣噴注器推力室性能與傳熱縮尺
6.1 縮尺技術研究目的與內容
6.1.1 燃燒性能縮尺
6.1.2 傳熱縮尺
6.2 理論分析
6.2.1 方程分析
6.2.2 量綱分析
6.3 摩擦損失
6.3.1 摩擦損失縮尺方法分析
6.3.2 具體縮尺技術分析
6.4 傳熱損失及傳熱縮尺技術
6.4.1 縮尺技術方法分析
6.4.2 縮尺技術具體套用方法
6.4.3 傳熱損失
6.4.4 傳熱縮尺的仿真分析
6.4.5 傳熱縮尺試驗
6.4.6 其他相關研究
參考文獻
第7章 氣氫/氣氧噴注器設計
7.1 同軸剪下式氣氣噴注器設計
7.1.1 同軸剪下式氣氣噴注器設計方法
7.1.2 典型同軸剪下式噴注器仿真結果與分析
7.1.3 設計參數選擇
7.1.4 設計參數最佳化
7.1.5 同軸剪下式噴注器的改進設計
7.2 單噴嘴氣氫/氣氧噴注器試驗
7.2.1 試驗噴注器
7.2.2 試驗結果與分析
7.3 多噴嘴大流量氣氫/氣氧噴注單元設計
7.4 多噴嘴氣氫/氣氧燃燒流場數值模擬
7.4.1 排布的仿真最佳化
7.4.2 具體結果與分析
7.5 多噴嘴氣氫/氣氧噴注器最佳化設計的試驗評價
7.5.1 試驗件及測量
7.5.2 試驗結果與分析
7.6 大流量適應能力評價
7.6.1 更大流量的設計及試驗
7.6.2 改變噴管段設計及試驗
參考文獻
第8章 富氫/富氧燃氣噴注器設計參數的影響分析
8.1 富氫/富氧噴注器試驗系統
8.2 設計參數對同軸剪下式噴注器燃燒過程的影響
8.2.1 同軸剪下式噴注器的設計參數
8.2.2 同軸剪下式噴注器性能的評價指標
8.2.3 富氧燃氣噴注速度對燃燒過程和燃燒室熱載的影響
8.2.4 燃氧速度比對燃燒過程和燃燒室熱載的影響
8.2.5 氧噴嘴出口端面壁厚對燃燒過程和燃燒室熱載的影響
8.2.6 氧噴嘴縮進距離對燃燒過程和燃燒室熱載的影響
8.2.7 富氧燃氣溫度對燃燒過程和燃燒室熱載的影響
……
第9章 富氫/富氧燃氣噴注器最佳化設計
第10章 氣氛/甲烷噴注器設計
第11章 氣氫/氣氧燃燒與氣氫/液氧燃燒對比研究
參考文獻
