空天发动机燃烧学  082500M02013H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科普及课 | 任课教师:胡斌
授课时间: 星期二,第5、6、7 节
授课地点: 教一楼217
授课周次: 1、2、3、4、6、7、8、9、10、12、13、14
课程编号: 082500M02013H 课时: 40 学分: 2.00
课程属性: 一级学科普及课 主讲教师:胡斌 助教:王中豪
英文名称: aerospace engine combustion 召集人:

教学目的、要求

本课程为航空宇航科学与技术一级学科的专业普及课,旨在介绍空天发动机燃烧系统的基础理论与方法,并反映当前空天发动机燃烧系统设计与研究的新技术与新成就。本课程建立在学生已经学习了工程热力学、传热学、燃烧学等课程的基础上。通过本课程的学习,使学生掌握空天发动机燃烧系统流动、燃烧、传热的基础知识及燃烧系统工作原理、结构特点,了解本领域最新研究进展,为航空航天、能源与动力领域研究生科研工作的开展奠定基础。

预修课程

工程热力学、传热学、燃烧学

教 材

主要内容

第1学时:空天发动机飞行包线特点、主要部件组成、基本工作原理;
第2学时:燃烧系统在空天动力装置中的作用及工作状态;
第3学时:空天发动机燃烧系统所涉及的关键技术、基础科学问题和燃烧学基础知识;
第4学时:点火条件、点火延迟长时间、最小点火能量;
第5学时:熄火的主要影响因素,焠熄现象,点火与熄火的差异;
第6学时:高、低来流条件下火焰稳定的基本原理与条件,火焰稳定器的类型及结构特点;
第7学时:国内外关于火焰稳定机理、熄火边界预测的最新研究进展;
第8学时:燃气轮机燃烧室的典型结构及工作原理;
第9学时:主燃烧室的性能要求及主要影响因素;
第10学时:燃烧室空气动力学,气量分配;
第11、12学时:燃油喷嘴的基本类型及工作原理;
第13学时:燃烧室内的热传递过程及火焰筒冷却基本形式;
第14学时:固体火箭发动机的基本工作原理、推进剂种类、推进剂的稳态燃烧过程;
第15、16学时:推进剂燃速的计算与测定及主要影响因素、固体推进剂的不稳定燃烧以及点/熄火等;
第17学时:燃烧产物在燃烧室中的流动过程;
第18学时:固体发动机的内弹道计算方法;固体发动机的装药设计及燃烧室结构设计;
第19、20学时:液体火箭发动机推进剂的作用与分类、组元比和余氧系数以及对液体推进剂性能的一般要求;
第21、22学时:推力室的稳态工作过程以及不稳定燃烧现象,推力室的高度特性与节流特性;
第23学时:直流式喷嘴与离心式喷嘴的工作过程以及喷注器混合单元的设计;
第24学时:推力室冷却与换热的常用方法、推力室热交换的基本特点以及燃气向室内壁、液壁面向冷却液的换热过程,影响热交换的主要因素;
第25学时:冲压燃烧室的基本类型、工作原理及性能要求;
第26、27学时:冲压燃烧室的火焰传播与稳定机制,高速气流稳定火焰的方法;
第28学时:冲压燃烧室的设计要点,影响燃烧室阻力和燃烧效率的主要因素;
第29学时:超燃冲压燃烧室的结构、流动及燃烧特点,超燃冲压发动机国际最新研究进展;
第30学时:涡轮冲压组合循环发动机超级燃烧室的工作原理及结构特点,超级燃烧室的掺混、点火及火焰稳定方式;
第31学时:燃气发生器的基本类型、工作原理及性能要求;
第32学时:富燃燃气发生器的结构设计特点;
第33学时:富燃燃气发生器的燃烧组织方式及碳烟抑制措施;
第34学时:目前型号在用的燃气发生器,介绍其结构及工作特点;
第35学时:脉冲爆震发动机的类型及流动、燃烧特点;
第36学时:脉冲爆震发动机燃料喷射、混合、起爆、爆燃向爆震的转变过程及DDT常见加速方法; 
第37学时:工作环境对脉冲爆震发动机材料的要求;
第38学时:脉冲爆震发动机最新的试验及数值研究成果;
第39、40学时:期末考试。

参考文献

[1] A. H. Lefebvre, D. R. Balla. Gas Turbine Combustion[M]. USA: CRC Press, 2010.
[2] 徐旭, 陈兵, 徐大军. 冲压发动机原理及技术[M]. 北京:北京航空航天大学出版社, 2014.
[3] 杨月诚. 火箭发动机理论基础[M]. 西安: 西北工业大学出版社, 2010.
[4] 杨立军, 富庆飞. 液体火箭发动机推力室设计[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2013.