乙醇燃料驱动的多级蒸发和波动多重性旋转爆轰波的研究
摘要：液态乙醇作为燃料的旋转爆轰发动机(RDE)的数值研究中，基于欧拉-拉格朗日模型进行了探索。重点是考察由液滴蒸发和入口条件变化引起的两相旋转爆轰波(RDW)的特征现象。为了增强液体燃料的蒸发，使用预热空气，同时注入液态和预先蒸气化的乙醇。乙醇液滴的分布显示出初始浓度靠近喷射面，并在燃油再充填区域积聚。在吸收周围气体的潜热之后，液滴逐渐蒸发。蒸发液滴与RDW之间的后续相互作用随着液滴尺寸的不同而变化。对于直径为d_0 = 5-15 μm的液滴，在被RDW刮过后，发生了二次蒸发过程，导致反应区域宽度的增大。然而，化学反应仍主要发生在爆轰前沿的附近。随着液滴尺寸的进一步增加，液滴蒸发在爆轰后的膨胀区域延续了很长的距离，直到剩余液滴完全蒸发并最终被热产物燃烧。研究还分析了旋转爆轰的熄灭以及由于局部爆炸和随后的冲击碰撞而产生新的爆轰波的出现。结果表明，注入液滴直径和入口温度的变化可以导致具有不同数量RDW的不同工作模式。
作者：Jianghong Li, Ying Lei, Songbai Yao, Jingtian Yu, Jingzhe Li, Wenwu Zhang
论文ID：2307.16145
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-31