| 3D打印骨架增强石蜡燃料燃烧机理实验研究 |
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| 引用本文： | 张子相,武毅,卢健程,杨钧森,王一尧,王宁飞. 3D打印骨架增强石蜡燃料燃烧机理实验研究[J]. 推进技术, 2022, 43(5): 360-367 |
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| 作者姓名： | 张子相 武毅 卢健程 杨钧森 王一尧 王宁飞 |
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| 作者单位： | 北京理工大学 宇航学院，北京 100081 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（51906016）。 |
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| 摘 要： | 针对固-液混合火箭发动机中石蜡基固体燃料机械性能差的问题，使用3D打印聚合物骨架镶嵌石蜡的方法增强了石蜡基燃料的结构强度，分析了骨架增强石蜡燃料在直/旋流喷注下的燃烧机理。通过对七种骨架材料进行SEM扫描、力学、热力学分析和纯氧条件下的燃烧试验，获得了不同骨架材料的微观表面结构、机械性能、热分解性能以及在纯氧环境下的燃烧性能；使用直/旋流固-气掺混燃烧试验系统，开展了螺旋型和六角型骨架增强石蜡燃料的燃烧试验，并与ABS固体燃料进行了对比。结果显示，在多种骨架材料中，ABS材料加工性能、机械性能及热分解性能良好；燃烧过程中，骨架增强石蜡燃料结构稳定性良好，石蜡液滴主要出现在石蜡-骨架交界处；旋流喷注和螺旋型骨架可促进石蜡液滴的夹带现象；在直流喷注工况中，骨架的凹槽结构增加了燃料与氧化剂的接触面积，尾部骨架结构具有稳焰作用，可促进后燃烧室的掺混燃烧；石蜡燃料和骨架燃速差异较大，发动机内弹道性能可能受此影响。
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| 关 键 词： | 石蜡燃料 3D打印聚合物骨架 旋流燃烧 扩散燃烧 固-液混合火箭发动机 |
| 收稿时间： | 2020-12-14 |
| 修稿时间： | 2021-03-03 |
Experimental Study on Combustion Mechanism of 3D Printing Skeleton Enhanced Paraffin Fuel |
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| ZHANG Zi-xiang,WU Yi,LU Jian-cheng,YANG Jun-sen,WANG Yi-yao,WANG Ning-fei. Experimental Study on Combustion Mechanism of 3D Printing Skeleton Enhanced Paraffin Fuel[J]. Journal of Propulsion Technology, 2022, 43(5): 360-367 |
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| Authors: | ZHANG Zi-xiang WU Yi LU Jian-cheng YANG Jun-sen WANG Yi-yao WANG Ning-fei |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Paraffin-based fuel 3D printed polymer skeleton Swirling combustion Diffusion combustion Hybrid rocket motor |
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