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Li/SF6反应动力学参数及燃烧现象研究

吴浩齐 骆政园 白博峰

吴浩齐, 骆政园, 白博峰. Li/SF6反应动力学参数及燃烧现象研究[J]. 水下无人系统学报, 2024, 32(3): 1-7 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0108
引用本文: 吴浩齐, 骆政园, 白博峰. Li/SF6反应动力学参数及燃烧现象研究[J]. 水下无人系统学报, 2024, 32(3): 1-7 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0108
WU Haoqi, LUO Zhengyuan, BAI Bofeng. Study on Kinetic Parameters and Phenomena of Li/SF6 Reaction[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0108
Citation: WU Haoqi, LUO Zhengyuan, BAI Bofeng. Study on Kinetic Parameters and Phenomena of Li/SF6 Reaction[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0108

Li/SF6反应动力学参数及燃烧现象研究

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0108
基金项目: 国家级基础加强项目资助(2020-JCJQ-ZD).
详细信息
    作者简介:

    吴浩齐(1999-), 男, 在读硕士, 主要研究方向为金属燃料燃烧数值仿真

  • 中图分类号: TJ630.32; U674

Study on Kinetic Parameters and Phenomena of Li/SF6 Reaction

  • 摘要: 为探究不同温度及压力条件下锂/六氟化硫(Li/SF6)燃烧现象及反应动力学参数, 利用激波诱导高压热载荷激励Li/SF6燃烧实验台测量了温度范围为830 ~1 400 K, 压力范围为0.8 ~11 atm时的点火滞燃期; 利用可视化实验段探究了Li/SF6燃烧过程和基本发光现象等规律; 利用点火滞燃期与温度和压力呈现出的典型Arrhenius依赖关系, 通过多元线性回归法得出反应动力学参数。研究结果表明, Li/SF6燃烧的点火滞燃期随温度和压力的升高而减少, 发光现象随压力的升高由红色孤立火核逐渐转化为白色明亮火焰, 并结合实验测定的点火滞燃期求出了指前因子 A 、指数因子 n 和活化能 Ea, 为明晰燃烧特性、构建数值仿真提供了重要依据。

     

  • 图  1  浸没燃烧反应器构型示意图

    Figure  1.  Configuration of submerged combustion reactor

    图  2  Li/SF6反应的高压激波管示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of high pressure shock tube for Li/SF6 reaction

    图  3  Li/SF6燃烧反应点火滞燃期定义

    Figure  3.  Definition of Li/SF6 combustion reaction ignition delay period

    图  4  T=933.7 K、P=2.00 atm时燃烧现象(单帧间隔0.5 ms)

    Figure  4.  Combustion phenomenon with T =933.7 K, P =2.00 atm (single frame interval 0.5 ms)

    图  5  T=933.4 K、P=2.64 atm时燃烧现象(单帧间隔0.5 ms)

    Figure  5.  Combustion phenomenon with T =933.4 K, P =2.64 atm (single frame interval 0.5 ms)

    图  6  T=931.7 K、P=8.89 atm时燃烧现象(单帧间隔0.5 ms)

    Figure  6.  Combustion phenomenon with T =931.7 K, P =8.89 atm (single frame interval 0.5 ms)

    图  7  T=1383.4 K、P=2.73 atm时燃烧现象(单帧间隔0.5 ms)

    Figure  7.  Combustion phenomenon with T=1383.4 K, P=2.73 atm (single frame interval 0.5 ms)

    图  8  压力对Li/SF6点火滞燃期的影响

    Figure  8.  Influence of pressure on ignition delay period of Li/SF6

    图  9  温度对Li/SF6点火滞燃期的影响

    Figure  9.  Influence of temperature on ignition delay period of Li/SF6

    图  10  Li/SF6点火滞燃期随压力和温度变化规律

    Figure  10.  Changes of Li/SF6 ignition delay period with pressure and temperature

    表  1  Li/SF6燃烧点火滞燃期实验工况点

    Table  1.   Experimental conditions of ignition delay period of Li/SF6 combustion

    序号点火压力/atm爆发压力/atm点火温度/K点火滞燃期/μs质量/mg
    10.851.91787.8458.6030
    20.872.46869.8393.10100
    30.892.14860.2396.8030
    40.913.201 355.4209.0030
    50.952.691 172.2259.8030
    61.002.62991.5339.230
    71.022.69961.4313.9030
    81.162.74836.2320.4030
    92.196.52986.7234.2030
    102.739.811 383.4106.1030
    112.788.14921.6201.80100
    123.919.18935.8179.0030
    134.398.69945.4162.8030
    145.057.67935.3131.3030
    158.8913.08931.7111.2030
    1610.7124.29937.792.6030
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-09-18
  • 修回日期:  2023-10-29
  • 录用日期:  2023-10-30
  • 网络出版日期:  2024-01-18

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