碳氫燃料熱裂解結焦的數值模擬.pdf

1、從安全性、開發(fā)成本、吸熱效果、燃料利用率和結構設計等諸多方面綜合考慮,吸熱型碳氫燃料是高超聲速飛行器冷卻劑燃料的首選。但是碳氫燃料在高溫冷卻通道內裂解吸熱過程中容易生成固體沉積物,簡稱為焦,焦炭顆粒是分子量很大的烴類混合物,其具有粘性大和沸點高等特點,致大量焦炭沉積物粘附在壁面上，難以沖刷,影響冷卻效果,造成危害大,因此結焦問題是高超聲速發(fā)動機冷卻技術的一大難題。其中碳氫燃料的結焦可分為熱氧化結焦和裂解結焦,由于冷卻通道內工作環(huán)境高于4

2、00℃,其結焦物主要是裂解結焦,其中裂解結焦分為熱裂解結焦和催化裂解結焦。由于催化裂解結焦形成原理和影響因素復雜,本文主要把熱裂解結焦作為突破口,對碳氫燃料熱裂解結焦積聚過程進行數值模擬及其流動特性進行分析,為碳氫燃料的研究提供技術指導。
　　通過實驗數據計算得出在冷卻通道內高溫氣態(tài)燃料其流動狀態(tài)為湍流狀態(tài)。本文采用歐拉-拉格朗日離散顆粒模型對焦炭在冷卻通道內積聚進行二維數值模擬,其中對顆粒間碰撞模擬采用彈簧、阻尼器和滑板的軟球模