目錄
叢書序
前言
第1章緒論
1.1液態(tài)碳氫燃料超臨界噴射燃燒研究背景001
1.1.1未來先進航空航天動力裝置性能需求對超臨界噴射燃燒研究的牽引001
1.1.2未來先進航空航天動力裝置冷卻需求對超臨界噴射燃燒的牽引003
1.1.3液態(tài)碳氫燃料超臨界噴射燃燒的特殊性004
1.2超臨界噴射燃燒的類型及特點009
1.2.1超臨界流體跨臨界噴射燃燒010
1.2.2部分跨臨界區(qū)域噴射燃燒010
1.2.3無相變超臨界噴射燃燒011
1.3超臨界噴射燃燒相關(guān)研究現(xiàn)狀011
1.3.1超臨界物性變化及流量特性研究012
1.3.2超臨界液滴蒸發(fā)研究015
1.3.3超臨界噴射和摻混特性研究018
1.3.4超臨界燃燒特性研究020
1.3.5超臨界液態(tài)碳氫燃料噴射燃燒應(yīng)用研究027
1.4液態(tài)碳氫燃料超臨界噴射燃燒研究面臨的挑戰(zhàn)029
1.4.1復(fù)雜組分下的超臨界物性計算模型準(zhǔn)確性030
1.4.2相變及物性劇烈變化下的數(shù)值仿真精度保證031
1.4.3針對全新領(lǐng)域的恰當(dāng)試驗測試手段選取031
1.5本書主要內(nèi)容介紹032
參考文獻032
第2章超臨界航空煤油物性研究
2.1組分構(gòu)成040
2.2臨界區(qū)間的試驗測量042
2.2.1測量方法042
2.2.2相變形態(tài)隨溫度的變化043
2.2.3相變形態(tài)隨壓力的變化047
2.2.4臨界區(qū)間的選定048
2.3密度試驗測量及計算方法研究048
2.3.1試驗測試方法探索048
2.3.2計算方法研究052
2.3.3計算方法的修正054
2.4泡點和露點的試驗測量056
2.4.1試驗測試方法探索057
2.4.2試驗結(jié)果分析058
2.5比定壓熱容的計算方法研究062
2.5.1氣體比定壓熱容的計算方法062
2.5.2偏差函數(shù)法063
2.5.3比定壓熱容計算實例066
2.6黏性的計算方法研究068
2.7導(dǎo)熱系數(shù)的計算方法研究071
參考文獻073
第3章航空煤油超臨界噴射流量特性研究
3.1超臨界噴射流量測量的特殊性分析075
3.2超臨界煤油流量特性的數(shù)值模擬方法076
3.3超臨界煤油流量特性的試驗測試方法077
3.4基于再生冷卻的超臨界煤油的流量分配特性079
3.5超臨界煤油流量特性的試驗探索080
3.5.1實驗系統(tǒng)搭建080
3.5.2試驗結(jié)果分析082
參考文獻084
第4章航空煤油超臨界蒸發(fā)特性研究
4.1實驗系統(tǒng)和研究方法087
4.2RP3煤油液滴在超臨界環(huán)境中的蒸發(fā)特性089
4.2.1燃油油滴的初始直徑089
4.2.2環(huán)境參數(shù)對油滴蒸發(fā)特性的影響090
4.2.3油滴初始溫度對蒸發(fā)特性的影響094
參考文獻097
第5章超臨界航空煤油噴射和摻混特性研究
5.1實驗測量系統(tǒng)099
5.1.1實驗系統(tǒng)099
5.1.2測量系統(tǒng)101
5.2液態(tài)航空煤油跨臨界射流破碎形態(tài)研究104
5.2.1射流破碎形態(tài)介紹104
5.2.2射流破碎形態(tài)研究105
5.2.3射流破碎長度研究108
5.3超臨界航空煤油跨臨界噴射特性研究111
5.3.1射流噴射擴張角研究111
5.3.2冷凝距離研究114
5.3.3卷吸邊界層研究115
5.4超臨界航空煤油同軸噴射與摻混特性研究118
5.4.1超臨界航空煤油同軸噴射的近噴嘴激波結(jié)構(gòu)118
5.4.2超臨界煤油同軸摻混射流冷凝距離和射流擴張角的變化規(guī)律119
參考文獻122
第6章超臨界燃料噴射與燃燒的數(shù)值仿真研究
6.1超臨界噴射模型124
6.1.1控制方程124
6.1.2系數(shù)矩陣的預(yù)處理127
6.1.3非定常項的雙時間推進法129
6.1.4對流項的Roe通量分裂130
6.1.5超臨界物性計算方法與噴射模型耦合131
6.2超臨界燃油的噴射特性研究132
6.2.1環(huán)境壓力的影響134
6.2.2環(huán)境溫度的影響136
6.2.3噴射溫度的影響138
6.3偽沸騰對射流特性的影響分析139
6.3.1數(shù)值模型驗證140
6.3.2數(shù)值結(jié)果分析141
6.4超臨界燃油湍流燃燒數(shù)值研究簡介148
參考文獻151
第7章超臨界航空煤油擴散燃燒基礎(chǔ)特性研究
7.1超臨界擴散燃燒的特殊性155
7.2大分子碳氫燃料液滴在超臨界環(huán)境中的燃燒特性157
7.2.1大分子碳氫燃料液滴在超臨界環(huán)境中的燃燒形態(tài)157
7.2.2大分子碳氫燃料液滴在超臨界環(huán)境中的燃燒壽命159
7.3超臨界航空煤油射流火焰基礎(chǔ)燃燒特性161
7.3.1超臨界航空煤油熱伴流環(huán)境中的近噴嘴射流結(jié)構(gòu)163
7.3.2擴散火焰抬升高度的變化164
7.3.3擴散火焰擴張角的變化166
7.3.4射流火焰卷吸層厚度的變化169
參考文獻171
第8章超臨界航空煤油在發(fā)動機中的應(yīng)用研究
8.1超臨界航空煤油在航空發(fā)動機中的應(yīng)用分析173
8.1.1應(yīng)用背景173
8.1.2超臨界態(tài)航空煤油的應(yīng)用174
8.1.3超臨界態(tài)航空煤油應(yīng)用的挑戰(zhàn)176
8.2超臨界航空煤油在沖壓發(fā)動機中的應(yīng)用分析176
8.3超臨界燃油在內(nèi)燃機中的應(yīng)用分析178
8.4超臨界煤油在脈沖爆震火箭發(fā)動機中應(yīng)用的試驗研究179
8.4.1脈沖爆震發(fā)動機簡介179
8.4.2不同溫度煤油霧化特性180
8.4.3對發(fā)動機工作穩(wěn)定性的影響182
8.4.4對發(fā)動機推力和比沖的影響184
參考文獻191
第9章液態(tài)碳氫燃料超臨界噴射燃燒研究展望
9.1液態(tài)碳氫燃料超臨界噴射燃燒機理與基礎(chǔ)性研究193
9.2液態(tài)碳氫燃料超臨界噴射燃燒關(guān)鍵技術(shù)研究194
9.3液態(tài)碳氫燃料超臨界噴射燃燒工程應(yīng)用研究194