基于acetone⁃PLIF技术的超燃冲压发动机燃烧室燃料/空气掺混特性

王林森; 涂晓波; 王宇航; 陈爽; 宋文艳; 杨顺华

doi:10.13224/j.cnki.jasp.20200444

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基于acetone⁃PLIF技术的超燃冲压发动机燃烧室燃料/空气掺混特性

燃烧、传热、传质 | 更新时间：2025-04-07

- 基于acetone⁃PLIF技术的超燃冲压发动机燃烧室燃料/空气掺混特性
- Fuel/air mixing characteristics of scramjet combustor based on acetone⁃PLIF technology
- 航空动力学报 2021年36卷第8期页码：1614-1620
- 作者机构：
  
  1.中国空气动力研究与发展中心高超声速冲压发动机技术重点实验室，四川绵阳 621000
  2.中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所，四川绵阳 621000
  3.西北工业大学动力与能源学院，西安 710072
- 作者简介：
  
  王林森（1993-），男，实习研究员，硕士，主要从事流场显示及测量研究。E⁃mail：1729560285@qq.com
  陈爽（1979-），男，副研究员，博士，主要从事燃烧流场激光光谱诊断、湍流燃烧实验研究。E⁃mail：chenshuang827@gmail.com
- 基金信息：
  
  高超声速冲压发动机技术重点实验室开放基金(STS/MY⁃KFKT⁃2017⁃003)
- DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20200444
  中图分类号：
- 稿件说明：
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王林森, 涂晓波, 王宇航, 等. 基于acetone⁃PLIF技术的超燃冲压发动机燃烧室燃料/空气掺混特性[J]. 航空动力学报, 2021,36(8):1614-1620.

Linsen WANG, Xiaobo TU, Yuhang WANG, et al. Fuel/air mixing characteristics of scramjet combustor based on acetone⁃PLIF technology[J]. Journal of Aerospace Power, 2021, 36(8): 1614-1620.
王林森, 涂晓波, 王宇航, 等. 基于acetone⁃PLIF技术的超燃冲压发动机燃烧室燃料/空气掺混特性[J]. 航空动力学报, 2021,36(8):1614-1620. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20200444.

Linsen WANG, Xiaobo TU, Yuhang WANG, et al. Fuel/air mixing characteristics of scramjet combustor based on acetone⁃PLIF technology[J]. Journal of Aerospace Power, 2021, 36(8): 1614-1620. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20200444.

摘要

针对超燃冲压发动机燃烧室内燃料/空气掺混特性，设计了一套以acetone⁃PLIF（planar laser⁃induced fluorescence）为技术手段的流动显示测量系统，得到了4种不同结构交错楔形支板在不同特征截面处的丙酮荧光图像，研究了喷嘴位置和尾缘角这两个变量对燃料/空气掺混效果的影响。结果表明：“基准”支板NL1的流场结构主体上表现为横向“S”形曲线，燃料/空气的掺混效果相对普通；NL2支板虽然增大了一些丙酮的扩散范围，但有荧光信号的掺混区域面积却反而有所下降；而引入扩张型尾缘角变量的EL1支板则是大幅改善了燃料/空气的掺混效果，54 mm截面的丙酮分子充满了较大片区域，掺混区域超过截面的1/2。

Abstract

In order to study fuel/air mixing characteristics in scramjet combustor，a non-invasive flow visualization system was designed based on acetone-PLIF （planar laser-induced fluorescence） technology.The acetone fluorescence images of four kinds of shaped struts were obtained at different sections，and the effects of nozzle position and trailing edge angle on fuel/air mixing were studied.The results showed that the flow field of the “standard” NL1 strut was of a transverse “S” curve，which had normal mixing effect in the four struts.The NL2 strut increased a few acetone diffusion range，but decreased mixing area with fluorescence signals.The EL1 strut with an expanded trailing edge angle can greatly improve effect，since the acetone molecules filled over a half of the cross section at 54 mm downstream the strut.

关键词

Keywords

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