多热电偶法固体推进剂燃烧性能测试研究

摘要

本文以固体推进剂的燃烧性能测试方法为研究对象,基于动态燃速测试模型和经验近似,提出了多热电偶密闭自升压式固体推进剂动态燃速测试方法,建立了多热电偶固体推进剂动态燃速测试系统,经过理论分析和多次实验,完成了固体推进剂动态燃烧性能的测试,与常用的燃速测试方法相比,该方法具有快速、高效的优点。主要内容包括:
　　1.分析了固体推进剂燃烧性能及现有测试技术。按照复合固体推进剂、双基固体推进剂、改性双基推进剂及其他特殊类型,对固体推进剂燃烧机理和燃烧性能表征参数进行深入研究。分析了国内广泛使用的 BX-2000D靶线法燃速仪、AE-2000C声发射法燃速仪的原理、性能。
　　2.建立了动态燃烧性能测试模型。引入了多热电偶技术,根据密闭燃烧环境的气态方程,推导出固体推进剂的实时燃烧长度,对其求导获得实时燃速。得到固体推进剂燃烧过程中的实时环境压强、温度及燃速,利用统一的时间轴作为参考标志,建立动态燃速表达模型,并进行误差分析。
　　3.搭建多热电偶法固体推进剂动态燃速测试系统。将多个热电偶通过导热丝连接固体推进剂,置于小容积密闭燃烧室内加初压并点燃,实时测量燃烧室内的压强和温度变化,同时记录各热电偶温度突变的时刻;测试软件利用导热丝间距、燃烧时间间隔、压强变化、温度变化及时间对应关系,可以计算出实时燃速曲线、固体推进剂燃速压强指数、燃速温度敏感系数等。
　　4.实验分析及误差补偿。系统在一定压强和温度范围内,实现了燃速的实时连续测试,得到了燃速-压强和燃速-温度的实时变化关系,加入时间轴的校正及热损失补偿,计算得到燃速压强指数和燃速温度敏感系数。
　　与常用的燃速测试方法相比,多热电偶动态燃速测试系统更真实地反映了固体推进剂在不同压强下燃烧时燃速的实际变化。因此,该方法具有快速、高效的优点。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2 固体推进剂动态燃烧性能测试发展现状

1.3 本文研究内容

第二章 固体推进剂燃烧性能及测试技术基础

2.1 固体推进剂

2.2 固体推进剂的燃烧机理及性能

2.3 常见燃烧性能测试系统

2.4 本章小结

第三章 动态燃烧性能测试模型

3.1 多热电偶法动态燃速测试模型的建立

3.2 数值算法

3.3 本章小结

第四章 多热电偶法固体推进剂动态燃速测试系统

4.1 设备模块

4.2 上位机软件

4.3 本章小结

第五章 实验分析

5.1实验记录

5.2 静态工作模式

5.3 静态测试的扩展

5.4 动态工作模式

5.5 误差分析

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

作者在读期间的研究成果