当量比对富氢燃气旋转爆轰自起爆传播特性的影响

高文佳; 白桥栋; 韩家祥; 邱晗; 刘嘱勇; 翁春生

弹道学报 ›› 2025, Vol. 37 ›› Issue (1) : 9 -19+53.

高文佳, 白桥栋, 韩家祥, 邱晗, 刘嘱勇, 翁春生

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摘要

针对高温富氢燃气旋转爆轰自起爆现象，进行了实验研究，通过分析典型特征参数，探究了当量比对高温富氢燃气旋转爆轰波传播特性的影响，获得了高温富氢燃气成功自起爆形成旋转爆轰波的当量比范围，分析了当量比对自起爆延迟时间的影响。结果表明：自起爆形成的初始旋转爆轰波强度较弱，会出现传播方向的改变和传播模态的改变。但通过旋转爆轰的自调节，最终能实现旋转爆轰的稳定自持传播。当预燃氧气流量在8 g/s左右，空气流量在270 g/s时，在当量比范围为0.85～1.98区间内，高温富氢燃气能够通过自起爆形成稳定的旋转爆轰波。当量比大于1.52时旋转爆轰波呈单波模态；随着当量比减小，转变为混合模态，即在同一工况下，单波、双波模态和单/双波过渡模态无规律地交替出现。当量比减小到0.96左右时，旋转爆轰波呈现出稳定双波模态；随着当量比的增加，自起爆延迟时间从138 ms缩减至106 ms。旋转爆轰波的传播速度随着当量比的增加先增大后减小。波速的最大值出现在当量比为1.33,此时波速为1 278 m/s。