摘要
目的:在冲压发动机燃烧室中,含碳燃料燃烧产生的CO2与硼团聚体一起进入燃烧室。本文旨在探究在O2浓度固定的情况下,CO2浓度对团聚硼燃烧特性的影响规律,以深入认识在O2和CO2共存的情况下,团聚硼的燃烧模式以及硼的反应和能量释放路径。创新点:1.直接观测燃烧过程中,团聚硼的表面形貌的变化过程;2.通过凝相燃烧产物分析测试获得团聚硼在O2和CO2共存的气氛中的反应消耗路径。方法:1.通过激光点火实验,直接观察在不同CO2浓度的气氛下,团聚硼燃烧过程中的表面形貌、颗粒结构和火焰形貌的演变过程(图3~5);2.分析得到凝相燃烧产物的表面形貌、元素成分以及晶体结构(图10~12); 3.通过热重-差示扫描量热法获得在不同CO2浓度的气氛中,团聚硼的低温氧化过程。结论:1.硼团聚体在高温含氧气氛中可与CO2反应生成B4C,增加硼的反应和消耗途径,改变了颗粒的物理化学性质和燃烧状态;2.在O2浓度固定为20%的气氛中,当颗粒温度达到硼的熔点时,CO2含量的增加使得硼团聚体的燃烧模式由单颗粒液滴燃烧转变为多孔颗粒燃烧;3.当颗粒温度低于B2O3的沸点时,B4C氧化生成的B2O3形成玻璃态液膜覆盖在颗粒表面,阻碍颗粒进一步燃烧。
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