蒸汽气氛中镁燃烧的化学动力学分析

摘要

基于镁基水反应金属燃料冲压发动机的研究背景,拟从化学反应动力学角度初步探究Mg/H2O详细反应过程及热声不稳定的起振机理.Mg/H2O燃烧反应缺乏详细的化学动力学数据,本研究重点考虑实际反应过程中水分解的情况,基于大型气相动力学分析软件包Chemkin完成了Mg/H2O一维预混气相化学反应数值模拟.结果表明:同一水燃比条件下,Mg/H2O混气初温升高,平衡温度增加,反应达化学达平衡的时间缩短.在考虑水的分解的影响下,平衡温度会有所降低,且低温下,水分解反应的影响依然很大.考虑水在高温下分解加剧,这直接引起燃烧过程中热释放率的波动,一旦这种波动的频率与燃烧室内压力脉动的频率相耦合,热声不稳定就此激起,本文还提出了Mg/H2O燃烧反应热释放率的简化形式,为后续获得热声振荡的频率提供基础.