WZ-6发动机改用天然气的结构方案试验研究

本文介绍了WZ-6发动机燃烧室由烧液体燃料改烧天然气燃料的结构设计方案、部件调试过程和试验结论,以及整机调试和试运转情况。实践证明,WZ-6发动机改烧气体燃料的结构设计方案是成功的。      

气体燃料组分变化对SG2-6A燃气轮机燃烧室性能的影响

在北京燕山石油化工总公司东方红炼油厂的燃气—蒸气联合循环装置中,用Spey MK—202燃气轮机的核心机作为燃气发生器、燃料使用炼油厂工艺过程中产生的于气。于气由H₂（氢）、N₂（氮）、C₁（甲烷）、C₂（乙烷、乙烯）、及少量的C₃（丙烷、丙烯）,C₄（丁烷、丁烯）组成,其热值为8000Kcal/kg左右。spey发动机使用液体燃料,为掌握使用气体燃料改型燃烧室的性能,需做单管燃烧室的性能试验。      

改进的预测气体燃料贫油熄火边界的半经验公式

为了进一步考察采用气体燃料时,火焰体积(FV)模型对贫油熄火边界预测的适用性,推导了气体燃料的FV模型。经过对7种典型的航空发动机燃烧室(即采用双径向旋流器和双轴向旋流器,分别改变一级旋流器、二级旋流器的进气面积和主燃孔的个数)进行验证实验,并与液体燃料FV模型和Lefebvre模型的预测结果进行比较。结果表明,上述三种模型虽然基本都可以用于气体燃料贫油熄火边界的预测,但各自的预测精度不同。在实验范围内,气体燃料FV模型、液体燃料FV模型、Lefebvre模型的预测精度依次为±5.6%,±6.9%,±7.1%。气体燃料FV模型在预测气体燃料的贫油熄火边界时有最好的预测精度。     

喷气燃料中的固体颗粒杂质污染

喷气燃料固体颗粒杂质污染问题近几年越来越引起关注，由于固体颗粒杂质所引发的事故也不断增加。美国联邦航空局（FAA）、国际航协（IATA）和联营系统（AFQRJOS）规定加入到飞机油箱的燃料中固体颗粒含量不得超过1mg／L，然而喷气燃料中固体颗粒含量是动态的，因此了解喷气燃料中固体颗粒含量的来源及存在的状态，运输、储存和加注过程中如何控制固体颗粒污染是有益的。在航空油料质量管理中，除去中固体颗粒含量和检测中固体颗粒含量是一个很重要的技术步骤。     

高能量密度液体燃料的火箭发动机燃烧性能研究

为进一步提升火箭发动机的燃烧性能,采用模型火箭发动机研究了四种高能量密度液体燃料及一种添加纳米铝颗粒的纳米流体燃料的燃烧性能,分析几种燃料的燃烧效率、比冲、点火延迟时间等燃烧特性,以及纳米颗粒的燃烧产物。结果表明,在氧燃比为1.6～2.0的工况范围内,液体燃料的燃烧效率和质量比冲顺序为QC(四环庚烷)HD-01HD-03≈LGHD-03,密度比冲顺序为QC HD-03≈LGHD-03HD-01。QC燃料因其特殊的张力分子结构具备较高的密度、热值和化学活性,燃烧效率可达91.5%,质量比冲和密度比冲分别为230s和2276N·s/m3。向四环庚烷中添加15wt%纳米铝颗粒后,燃烧效率和质量比冲略有下降,但密度比冲可提高到2340N·s/m3,点火延迟时间较四环庚烷可缩短26ms,燃烧固体产物为碳,氧化铝和铝,纳米铝的燃烧效率约为91%。添加纳米铝颗粒的四环庚烷燃料是一种有潜力的新型液体高密度燃料。     

管道火箭冲压发动机补燃室的研制

管道火箭冲压发动机补燃室的研制对中能固体推进剂和液体燃料（煤油）燃烧室特性进行了试验研究，其目的是在所有模拟工况下保证稳定混合。在水洞中用透明模型进行了流体动力学研究。然后，在热空气吹风试车台进行了二次燃烧试验，评定不同推进剂成分，确定理想工况下３５...     

粉末燃料冲压发动机理论性能分析

研究粉末燃料冲压发动机的理论性能,采用编制的热力计算软件,分别对以硼粉、铝粉、镁粉为燃料的发动机性能进行了计算,分析了不同参数对发动机比冲的影响趋势,为进一步研究及发动机设计奠定了基础。通过与常规液体燃料冲压发动机及固体火箭冲压发动机进行比较,说明了粉末燃料冲压发动机在比冲及体积比冲方面的优势。鉴于金属粉末燃烧产物中凝相物质含量高的特点,研究了两相流损失对发动机性能的影响。     

固液火箭冲压发动机内两相反应流场数值计算

为了计算固液混合式火箭冲压发动机补燃室内的三维反应流场，用块隐式法求解气相Navier-Stokes方程组，用连续介质模型和k-ε-Ap模型计算颗粒相的湍流流动与蒸发过程，用修正的k-ε-g模型描述燃料的燃烧。为了分析发动机设计参数对反应流场的影响，用不同的条件进行计算，并由此分析了补燃室几何结构和液体燃料切始颗粒直径对燃烧效率的影响。算例表明，计算方法有效可行。数值结果能够反映流场结构、液体燃料的蒸发和两种燃料的燃烧过程。     

超声速气流中的煤油喷雾研究

为了强化液体燃料超声速燃烧，注入的液体燃料以喷雾（Spray Atomiztion）的方式，以使加速蒸发和混合。油雾直观力像对研究喷燃烧的内部复杂现象有很大帮助。由于实验上的困难，超声速气流中的喷雾图像较为罕见。笔者给出超声速气流中显示煤油喷雾的一种简单、实用方法。实验在一直联式超声速燃烧实验装置上进行，实验结果表明，煤油射流垂直注入超声速气流产生的油雾发展过程与气体射流基本相似，喷雾穿透深度与扩张随压力雾化喷嘴的压力增加而增加。     

同热值不同成分低热值燃料燃烧特性试验研究

针对低热值气体燃料,在保证热值相同的前提下,采用天然气掺混氮气和一氧化碳气体两种不同组分的燃料进行燃烧特性试验研究。结果表明:一氧化碳的燃烧效率比天然气掺混氮气的燃烧效率高;减小或增大燃料量,天然气掺混氮气的燃烧效率有明显变化,而一氧化碳所得的燃烧效率基本保持不变;在试验件、测试方法及燃烧室进口参数都相同时,燃烧室出口温度分布趋势相同。本研究结果可为低热值燃料燃烧室试验提供技术参考。     

PID在线自动整定法在台式燃料炉微机控制中的应用

本文以开原化工机械厂台式燃料炉微机控制为例，从频率分析的角度、阐述了PID控制规律，并针对常规的PID控制中存在的问题，提出了借用选择性强的ITAE（the integral of time-multiplied absolute-value of error criteion）准则，对其实现了在线自动调整，并给出了计算机在线自动整定PID控制算法中的最佳参数。     

高热安定性喷气燃料JP—8＋100的研制

喷气燃料的技术指标，经过多年已逐渐成为了先进飞机性能（技术需要），燃料成本（经济因素）和燃料利用率（战略因素）三者需求的平衡。在现代收音机中，燃料不仅要为飞机飞行提供推进能量，而且要发飞机和发动机附件系统的主要冷却剂。为了满足这一要求，美国空军、工业部门和科研机构决定联合研制具有高吸热量和热安定性的新型优化燃料。这些先进燃料将会改善２收音机设计，并能减少由于燃料结结／结焦所致燃料的维护费用。这本文     

基于改进AFSA的桨扇发动机加速控制计划优化

为了提升桨扇发动机的过渡态性能，提出了一种可以满足发动机性能参数约束和寻优结果正确性要求的桨扇发动机加 减速控制计划优化方法。引入自适应调整策略和半可行域对人工鱼群算法（AFSA）进行改进，经过数值验证，改进后的算法较原 始算法具有更快的收敛速度和更高的寻优精度。将推力与目标推力间的差值作为寻优目标，采用改进后的人工鱼群算法和序列 二次规划算法（SQP）对桨扇发动机的加速过程进行优化，得到了满足约束前提下的桨扇发动机时间最短的加速控制计划，结果表 明：与采用传统的基于梯度的序列二次规划算法相比，采用改进的人工鱼群算法进行离线分段寻优所得到的控制计划总加速时间 缩短了21.8%（0.58 s），证明了改进人工鱼群算法具有更强的全局寻优能力，更适用于桨扇发动机加速控制计划的优化。     

直接氨SOFC-GT混合动力系统性能及航空应用

建立了基于直接氨燃料的固体氧化物燃料电池-燃气轮机（SOFC-GT）混合动力系统仿真模型,开发了一种架构优化的高功率-质量比的高效发电系统,并研究了燃料利用率和系统燃料分配对系统功率分配、各子部件质量以及其?损失等性能的影响。基于所建立的模型分析了压气机压比、燃料摩尔流量、空气摩尔流量等输入参数对系统性能的影响,在最优性能条件下对系统进行功率-质量比分析。仿真结果表明该系统的净发电效率为56.85%,?效率为50.71%,净发电量为213 kW,功率-质量比为0.730 3 kW/kg,达到美国能源部太平洋西北国家实验室（PNNL）为SOFC-GT混合动力系统应用于航空航天领域制定的标准。在此基础上,讨论了该系统在商用飞机主动力和辅助动力上的应用,表明SOFC-GT混合动力系统在航空领域具有良好的应用前景。     

成品油管道混合输送对喷气燃料的性质影响

在利用长距离管道输送喷气燃料、石脑油、汽油和柴油等成品油时，为保障喷气燃料的质量，喷气燃料中最多只能混入不大于0．75％（重量比）的石脑油和汽油，在保证闪点合格的前提下，按照JetA—1标准（ASTMD1655和DEFSTAN91—91）喷气燃料指标仍能合格。喷气燃料中只能混入低于0．2％（重量比）柴油。所以在将来的实际输送工作中，喷气燃料中混入的汽油、柴油和石脑油量均需严格控制，应小于实验室静态试验理论的计算值。     

一种刀具状态在线检测的新方法

人工神经元网络（ＡＮＮ）是近年来迅速发展起来的一门新兴学科，它不仅在智能控制、信号处理等方面应用广泛，而且在机械制造过程监控中也有着广阔的应用前景。本文在分析比较常规刀具状态监控方法的同时，提出以人工神经元网络作为监控系统信息处理的工具，并对其应用于监控信息处理从理论上进行了可行性及合理性论证。研究结果表明人工神经元网络在刀具在线监控系统中具有很高的实用价值。     

混合气体燃烧中爆震波传播机理的研究

对混合气体燃烧中爆震波的传播机理进行了分析研究，建立了确定爆震波速度的方法，并计算了在液体燃料（汽油、煤油）与空气混合气体燃烧中产生的爆震波特性参数，为脉冲爆震发动机的实验研究和设计提供理论依据。     

科技信息

科技信息１用于固体火箭发动机的聚芳基乙炔（ＰＡＡ）基复合材料美国宇航公司机械材料技术中心披露，它们研制出一种用于固体火箭发动机的烧蚀材料，这是一种碳纤维织物增强ＰＡＡ树脂复合材料。ＰＡＡ是一种仅含碳氢两元素的高交联度芳族聚合物，主要优点是其生碳率高（...     

首都机场实施人工消雾试验情况分析

1996年12月15日上午8∶20～11∶20，由北京市人工影响天气办公室（简称市人影办，下同）主办和驻机场有关单位协办，在首都机场进行了首次人工消雾的中间应用试验。此次试验取得了可喜的成果，也反映出一些值得注意的问题。现将情况分析如下：一、人工消毒试验的实施情况1996年12月14日下午，市气象台和机场气象台预报：15日早晨首都机场最低能见度700～800米，所以，市人影办试验人员和车辆未到机场待命，但到15日清晨，机场能见度已下降至300米，为抓住这个来之不易的试验机会，市人影办人员和车辆在7。20～7。50陆续到达试验地点，立即投…     

螺纹联接结构密封材料应用研究

提出了一种适用于固体火箭发动机（SRM）的新型密封结构，并对应用于特定尺寸的螺纹联接结构方式、胶种选择进行了研究。通过压力、高低温循环等大量的试验和理论分析表明：采用填充密封胶的螺纹联接密封结构具有优异的密封性，适宜在固体火箭发动机环境中应用。