横向爆震射流加强超声速气流中燃料掺混和燃烧特性研究

摘要

为了提高超燃冲压发动机内燃料与空气的掺混效率和速度及放热效率,目前大都采用引入流向涡来使燃料与空气迅速掺混,横向爆震射流不仅可以产生横向涡,而且可以引入额外能量加强掺混.本文针对一种新型横向爆震射流强化氢气/空气混合和燃烧过程,采用k-ε湍流模型和7组分7步反应的氢气/空气反应机理对强化掺混和燃烧的瞬态过程进行了二维数值模拟研究.通过改变H2的喷射流量使燃烧室内的当量比分别为0.3、0.6和1.2,观察各燃烧室内流场的变化以及燃料的穿透深度和混合效率.初步探究了不同当量比下爆震对超燃燃烧室中燃料掺混特性的影响,结果表明穿透深度较原来增加50％以和掺混率提高15％,验证说明了引入爆震能够增强横向射流燃料的混合.