1、l熄滅室內流動過程與推進劑熄滅過程耦合在一同相互作用、熄滅室內流動過程與推進劑熄滅過程耦合在一同相互作用、相互影響，是含化學反響的復雜流動：相互影響，是含化學反響的復雜流動：l燃面是燃氣生成源，不斷生成新燃氣參與通道；燃面是燃氣生成源，不斷生成新燃氣參與通道；l燃面以一定速度沿內法線方向退移，通道截面積逐漸擴展；燃面以一定速度沿內法線方向退移，通道截面積逐漸擴展；l退移速度燃速與燃氣流動參數退移速度燃速與燃氣流動參數p、V等和發動機任等和發動機任務條件務條件Ti、ag、dp/dt親密相關；親密相關；l金屬推進劑，熄滅產物是含凝聚相和氣相的混合物。金屬推進劑，熄滅產物是含凝聚相和氣相的混合物。第

2、五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程l裝藥燃面上的熄滅過程瞬時完成，新生成燃氣沿燃面外法線裝藥燃面上的熄滅過程瞬時完成，新生成燃氣沿燃面外法線注入通道主流后即與主流均勻混合，流動中無化學反響；新注入通道主流后即與主流均勻混合，流動中無化學反響；新生成燃氣總焓、化學組分和熱力學性質與主流完全一樣；生成燃氣總焓、化學組分和熱力學性質與主流完全一樣；l新生成燃氣和主流均為無黏、純氣相、比熱容為常數的理想新生成燃氣和主流均為無黏、純氣相、比熱容為常數的理想氣體；燃氣與固體壁面無摩擦；氣體；燃氣與固體壁面無摩擦；l準一維流動，允許通道截面積沿流動方向發生不大的變化；準一維流動，允

3、許通道截面積沿流動方向發生不大的變化；l燃氣與外界無熱和功的交換燃氣與外界無熱和功的交換流動絕熱；流動絕熱；l忽略重力等徹膂力對流動的影響。忽略重力等徹膂力對流動的影響。根本假設根本假設第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程流動模型流動模型第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第一節第一節 燃氣流動的控制方程組燃氣流動的控制方程組xpVTApxxpp/xx /xxVV/xxTT/xxAb/xxAApp/控制體控制體延續方程延續方程第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第一節第一節 燃氣流動的控制方程組燃氣流動的控制方程組+

4、=xArxVAtAbppp動量方程動量方程第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第一節第一節 燃氣流動的控制方程組燃氣流動的控制方程組+=+xApxVApAtVApppp2能量方程能量方程第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第一節第一節 燃氣流動的控制方程組燃氣流動的控制方程組+=+xAhrxVpAVuVAxVuAtbpppp02222xAhrVhVAxVuAtbppp02222幾何熄滅方程幾何熄滅方程第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第一節第一節 燃氣流動的控制方程組燃氣流動的控制方程組l通道截面積變化與熄滅外表積

5、變化之間的關系通道截面積變化與熄滅外表積變化之間的關系tAxArpb形狀方程形狀方程RTpTchpTcuv流動控制方程組流動控制方程組第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第一節第一節 燃氣流動的控制方程組燃氣流動的控制方程組tAxArpbRTpxArxVAtAbpppxApxVApAtVApppp2xAhrVhVAxVuAtbppp02222TchpTcuv準定常流動假設準定常流動假設第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第二節第二節 燃氣流動控制方程組的簡化燃氣流動控制方程組的簡化l點火啟動與推力終止熄火是典型的瞬態過程，必需運用點火啟動與推

6、力終止熄火是典型的瞬態過程，必需運用非定常流動控制方程組描畫；非定常流動控制方程組描畫；l在其他大部分任務時間內，流動參數隨時間的變化很小，可在其他大部分任務時間內，流動參數隨時間的變化很小，可以忽略流動的非定常性以忽略流動的非定常性簡化為準定常流動；簡化為準定常流動；l準定常流動假設本質：用一系列微小時間間隔內的定常流替準定常流動假設本質：用一系列微小時間間隔內的定常流替代變化緩慢的非定常流，每一個時間間隔內的流動參數凍結，代變化緩慢的非定常流，每一個時間間隔內的流動參數凍結，不隨時間變化不隨時間變化準定常流在不同時辰對應著含不同凍結流準定常流在不同時辰對應著含不同凍結流動參數的控制方程組，

7、在全部時間內流動參數仍可以隨時間動參數的控制方程組，在全部時間內流動參數仍可以隨時間變化。變化。準定常流動假設準定常流動假設第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第二節第二節 燃氣流動控制方程組的簡化燃氣流動控制方程組的簡化l熄滅室內一維準定常流動的簡化條件：熄滅室內一維準定常流動的簡化條件：1ppAAaV p燃氣流速遠小于當地的聲速燃氣流速遠小于當地的聲速推進劑密度遠大于燃氣密度推進劑密度遠大于燃氣密度流動發生顯著變化的時間遠小于熄滅時間流動發生顯著變化的時間遠小于熄滅時間bt2或或截面積變化遠小于截面積截面積變化遠小于截面積或或燃氣滯留時間燃氣滯留時間一維準定常流動

8、控制方程組一維準定常流動控制方程組第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第二節第二節 燃氣流動控制方程組的簡化燃氣流動控制方程組的簡化xArxVAbppddddxApxAVpppdddd202d2VhConst202hVhTchp00TchpRTp或或推導思緒推導思緒第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第三節第三節 燃氣在等截面裝藥通道中的流動燃氣在等截面裝藥通道中的流動l由于存在侵蝕熄滅效應，燃速沿裝藥逐漸增大，初始等截面由于存在侵蝕熄滅效應，燃速沿裝藥逐漸增大，初始等截面裝藥通道變成變截面通道；裝藥通道變成變截面通道；l引入平均燃速，以為裝

9、藥通道各截面具有一樣的平均燃速引入平均燃速，以為裝藥通道各截面具有一樣的平均燃速裝藥通道一直是等截面的；裝藥通道一直是等截面的；l平均燃速平均燃速 基于燃氣生成率一樣來定義：基于燃氣生成率一樣來定義：bpLpbArxrmpd0裝藥通道燃面長度裝藥通道燃面長度裝藥通道周長裝藥通道周長平均燃速平均燃速l思緒：首先推導流動參數與速度系數思緒：首先推導流動參數與速度系數的關系，再經過的關系，再經過沿沿x的的分布推導流動參數變化規律。分布推導流動參數變化規律。速度系數速度系數與速度與速度V的關系的關系第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第三節第三節 燃氣在等截面裝藥通道中的流動

10、燃氣在等截面裝藥通道中的流動l速度系數定義速度系數定義流速流速臨界聲速臨界聲速aV012RTa滯止溫度滯止溫度或熄滅溫度或熄滅溫度流動模型流動模型第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第三節第三節 燃氣在等截面裝藥通道中的流動燃氣在等截面裝藥通道中的流動滯滯止止狀狀態態1122xV1=0T1=T0p1=p011=011=0V2T2p222iiVTpx等截面裝藥通道一維準定常流動控制方程組等截面裝藥通道一維準定常流動控制方程組第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第三節第三節 燃氣在等截面裝藥通道中的流動燃氣在等截面裝藥通道中的流動bppArVAd

11、d0d2 Vp02d2VhTchpRTpbppArVAConst2 VpConst202hVhTchp00TchpRTp溫度溫度T與速度系數與速度系數的關系的關系第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第三節第三節 燃氣在等截面裝藥通道中的流動燃氣在等截面裝藥通道中的流動 201111TTTT壓強壓強p與速度系數與速度系數的關系的關系 22211111Vpprpp密度密度與速度系數與速度系數的關系的關系第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第三節第三節 燃氣在等截面裝藥通道中的流動燃氣在等截面裝藥通道中的流動總壓總壓p0與速度系數與速度系數的關系的

12、關系 211111rppTT112120101111pp等截面裝藥通道中流動參數的變化等截面裝藥通道中流動參數的變化第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第三節第三節 燃氣在等截面裝藥通道中的流動燃氣在等截面裝藥通道中的流動 TT1 p0p1 pp1 10.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0=1.25速度系數速度系數與通道長度與通道長度x的變化的變化第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第三節第三節 燃氣在等截面裝藥通道中的流動燃氣在等截面裝藥通道中的流動12ixl以侵蝕公式為以侵蝕公式為()時為例時為例燃速公式

13、燃速公式 napr xrmxpbd0ppbAxAAddpAx d0pnpbAapml截面截面ii前的燃氣質量生成率前的燃氣質量生成率速度系數速度系數與通道長度與通道長度x的變化的變化第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第三節第三節 燃氣在等截面裝藥通道中的流動燃氣在等截面裝藥通道中的流動p定義截面定義截面11與截面與截面ii間的平均壓強和平均侵蝕比間的平均壓強和平均侵蝕比平均壓強平均壓強平均侵蝕比平均侵蝕比21ppp d10 npnprAap 211 211rp11121ppp d0pnpbAapm pnpApa燃氣質量燃氣質量生成率生成率速度系數速度系數與通道長度與

14、通道長度x的變化的變化第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第三節第三節 燃氣在等截面裝藥通道中的流動燃氣在等截面裝藥通道中的流動l經過截面經過截面ii的燃氣質量流率的燃氣質量流率pVAm r1 aV011RTp201112RTApp 121z zRTApmp211201 rAaRTpp01代入定義代入定義速度系數速度系數與通道長度與通道長度x的變化的變化第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第三節第三節 燃氣在等截面裝藥通道中的流動燃氣在等截面裝藥通道中的流動l準定常流動準定常流動bmm npnrRTazp 21212011npnrRTazp 212122021122 nrrzz112222用于裝藥末端用于裝藥末端22截面截面2qAAJpt112221111121ptAA速度系數速度系數與通道長度與通道長度x的變化的變化第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅室中的流動過程第三節第三節 燃氣在等截面裝藥通道中的流動燃氣在等截面裝藥通道中的流動l近似計算近似計算pLx2 pnnLxrzBnA12112221AABB242+ 級數展開級數展開通氣參量通氣參量 沿裝藥線性變化沿裝藥線性變化幾個特征壓強比的近似表達式幾個特征壓強比的近似表達式第五章第五章 燃氣在熄滅室中的流動過程燃氣在熄滅