冷态试验

在冷态试验的基础上开展热态实验

冷态试验主要是在常温下开展的，研究对象主要是流场分布、流速分布等等、颗粒浓度场分布。而在冷态试验的基础上开展热态实验，更有理论依据。

基本介绍

冷态实验主要是在常温下开展的，研究对象主要是流场分布、流速分布等等、颗粒浓度场分布。而在冷态实验的基础上开展热态实验，更有理论依据。

热态实验主要是在实验工作在高温下开展，模拟实际颗粒燃烧的真实环境，得出的数据对实践更具有指导意义。

雾化效果实验

脉冲爆震发动机(简称PDE)是一种利用脉冲式爆震波产生推力的新概念发动机。若发动机自带氧化剂，以火箭模式工作则称为脉冲爆震火箭发动机一(Pulse DetonationRockeE Engine )，简称PDRE。在PDRE的实际飞行中，由于气态燃料的能量密度小，体积大，不实用，因而多采用液态燃料，通过雾化器将其转变为喷雾状，进而与空气作用形成可爆混气。这样，我们必须考虑雾化、混合效果对PDRE总体性能的影响。

早在196年Williams利用一维理论分析了气态氧化物中的不挥发性燃料喷雾，提出了一些关于爆震结构和稳定性的问题。经过40多年的研究，在雾化、混合领域取得了很大进展，指出油滴尺寸越小，发展成为稳定爆震的时间越短，强调为了快速起爆爆震以及与等价的气相混合物的速度差降至最小，需要很细的粒子。目前，许多国家都在PDRE领域中展开了竞争。为了保持与国际同步发展，同时也为航空航天提供技术储备，分析雾化、混合特性对PDRE总体性能的影响是十分必要的。

张华等主要基于所建立的PDRE冷态雾化和混合实验，以水/压缩空气模拟煤油滚气，侧试在各种供应条件下的混合物粒度，分析其关键影响因素及影响机理，同时与热态实验进行对比。

结论如下：

（1）索太尔平均直径随供应压力增大而减小，且离心喷嘴雾化、混合效果好于直射喷嘴。

（2）通过冷态实验结果，我们预测了喷嘴在热态实验中爆震性能优劣，并通过热态实验验证了我们的结论，带头部的离心喷嘴性能最好，直射喷嘴次之。

（3）通过以上结论，我们认为由于燃烧在微小油珠的表面进行，造成了释热在时间和空间的不连续，这对加速火焰不利，因此产生的激波相对于气相中形成的激波会明显减弱。激波诱导形成的二次气流也会减弱，引起爆炸中心数目降低，这样激波、爆炸中心形成的波以及燃烧释热的综合作用形成的爆震波性能必然会降低。

亚声流实验

实现碳氢燃料高超声速飞行的困难在于，需要实现液体燃料与燃烧室内每秒1200多米的超声速空气流的有效掺混，以及燃料在燃烧室内的高效燃烧，并且超燃火焰稳定不熄。因此，增强燃料在高超声速流中的掺混效果一直是超声速燃烧室流场组织和结构设计的关键技术难题之一近来国内外逐渐探知，流向涡掺混技术在超声速流与低速流的掺混中，具有优异的掺混能力和较低的总压损失，因此该技术受到了越来越多的重视。Campuzano M F和Dang T Q等人(1995)的计算研究表明，波瓣式流向涡掺混器可以实现有效的掺混，同时产生较小的流量堵塞和气动损失。Sunami T等人(1998)的计算和实验研究也得到了在全超声速流中有效的流向涡掺混。预燃烧模式(或发展成双燃烧室冲压技术，DCR)同样也受到人们的重视。国内的司徒明等进行了以煤油火焰为引导焰，进口马赫数为2.15的双燃烧室超燃试验，取得了初步成功。

介克等取少量的冲压空气在由壁龛发展变化而成的预燃室中，先低速稳定地雾化掺混并亚声速燃烧，以保证燃焰的存在;其产生的高温富油预燃气体，通过设计的一种城墙式波瓣掺混器喷射，与超声速主流在下游的曲面激波系、膨胀波系和流向涡中深入掺混，二次燃烧并扩大燃区厚度而预期能够实现稳定的超燃。本组先期进行的超燃室低进口马赫数实验和计算表明，城墙式波瓣掺混器在较低的总压损失下，可以明显地增强亚/超声流的掺混。

采用这种亚燃预燃/主流超燃和波瓣掺混器流向涡掺混的方案，建成了直连式碳氢燃料超燃模型燃烧室实验台。介克主要进行本方案的第一步实验研究―冷态超声速流场验证，及在超/亚声速流掺混中流向涡掺混的可行性。对于超燃冲压发动机的研究，其冷态流场的实验探查有着根本的、不可逾越的重要性。因为，超声速流动方案的确实实现与否，流场质量的高低，未燃区的流场参数条件等，都是实现超燃的基础条件和不能实现时的基本原因。流动不详时的点火，将使得或者无法纠查现象的机理原因，或者参数改进没有方向，或者根本上点着的就是常规亚声速燃烧，而在高速飞行时失去推力。

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