硼顆粒點(diǎn)火燃燒模型研究進(jìn)展①

敖 文，楊衛(wèi)娟，韓志江，劉建忠，周俊虎，岑可法

(浙江大學(xué)能源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310027)

硼顆粒點(diǎn)火燃燒模型研究進(jìn)展①

敖 文，楊衛(wèi)娟，韓志江，劉建忠，周俊虎，岑可法

(浙江大學(xué)能源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310027)

硼作為固沖發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑高能組分具有巨大優(yōu)勢(shì)，但由于表面氧化層的覆蓋對(duì)燃燒的抑制作用，導(dǎo)致硼顆粒的燃燒過(guò)程十分復(fù)雜。文章描述了硼顆粒燃燒的基本現(xiàn)象和過(guò)程，闡述了硼顆粒兩階段燃燒的現(xiàn)象本質(zhì)。綜述了以King模型和L-W模型為代表的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷难芯窟M(jìn)展，分析比較了兩者建模機(jī)理的不同之處。詳細(xì)闡述了以L(fǎng)-W模型為代表的動(dòng)力學(xué)模型的建模機(jī)理和內(nèi)容。介紹了化學(xué)機(jī)理模型的研究現(xiàn)狀和基本原理，并分析比較了半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c化學(xué)機(jī)理模型的優(yōu)缺點(diǎn)。

硼;點(diǎn)火;燃燒;模型

0 引言

硼作為高能金屬燃料，具有極高的體積熱值和質(zhì)量熱值，硼燃燒產(chǎn)物也具有熔沸點(diǎn)低和二相流損失小的特性。從理論上看，硼是滿(mǎn)足固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)最理想的燃料。但作為推進(jìn)劑高能組分使用，也存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在:單質(zhì)硼的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高(＞2 273 K)，難以熔化和氣化;點(diǎn)火滯延和燃燒時(shí)間長(zhǎng)等。在有限時(shí)間內(nèi)，硼粒子在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)存在著燃燒不完全現(xiàn)象，使硼粒子的熱值不能完全發(fā)揮出來(lái);硼的燃燒效率低，耗氧量大，燃燒殘?jiān)啵瑹o(wú)法釋放它的高熱量;硼粒子表面存在B2O3、H3BO3等雜質(zhì)，使得硼粒子與推進(jìn)劑體系不相容［1］。……