Kravchenko等人[14]发现铝和多元低熔点金属形成合金后，化学活性会增强，从而在水中水解反应生成氢气。Kravchenko认为，Sn、Ga、In、Zn在金属铝表面形成低熔点共熔合金，会显著地提高铝的化学活性，进而破除金属表面氧化膜使铝合金水解温度降低至82℃。文献综述

Vasilev等人[15]发现在Al/H2O混合物中加入1％到5％的KF、NaF、LiF、AlF3、NaOH可以显著地提高Al/H2O混合物的点火性能，尤其是添加NaF、KF对提高燃速的影响比其他添加剂更为显著。Vasilev认为，混合物点火性能和燃烧性能的提高是由于NaF、KF与水反应产生大量热的同时与金属粉末表面的氧化膜反应生成络合物，进而破坏了这层氧化膜，使水容易渗透到金属表面与金属发生反应。

相关研究表明铝水反应启动的困难条件可以通过利用漩涡燃烧器来解决。漩涡燃烧器是如图1。2所示是一个圆形带有喷嘴的容器。铝粉和水沿燃烧器外缘切向注入燃烧器中，并在燃烧器中形成一个离心流化床。在这个剧烈扰动的区域，固体颗粒的碰撞使一小部分的铝暴露出来进而与水发生剧烈放热反应，放出的热量加热进而融化铝粉颗粒。涡流的剪切力持续减小融化的铝液滴的直径，将铝粉通过冲压发动机注入高速水涡流中，并通过高速涡流与铝粒子之间的高速剪切作用，有效的破坏了铝颗粒表面的氧化膜，使铝粉和水剧烈反应后燃烧，从而使铝粉与水燃烧产生的高温高压气体从喷管中喷出产生推力，进而使未反应铝的表面进一步暴露出来并与水反应。反应产生的热量最终导致铝与水在气相状态下发生完全反应。铝水燃烧器中产生的物质由约75％(体积比)的水蒸气和25％(体积比)的氢气组成，并含有少量的亚微米级氧化铝颗粒。

图1。2漩涡燃烧器

1。4  本文研究工作

本文为铝冰火箭发动机热力计算和铝冰火箭发动机流场数值模拟。因此本文研究工作涉及以下几点内容：

(1) 利用热力学软件CEA来分析在不同H2O2含量配方下H2O2对铝冰推进剂配方的影响，将相关燃烧参数数据整理成图表形式展现出来；分析在相同的H2O2含量配方下铝含量的增加对整体铝冰推进剂的相关燃烧参数的影响并分析整理相关计算数据；分析不同的初始工作压强对铝冰推进剂的影响，得到工作压强对铝冰推进剂燃烧性能的影响规律。

(2) 设定好所需考虑的参数。在四个改变的参数(来流马赫数、喷管入口压强、喷管入口温度、喷管入口组分变化)中固定其中三个实验参数，改变一个实验参数。从而分析铝冰推进剂在不同试验参数下的燃气射流尾流场的相关参数。

(3) 将在Fluent中进行仿真的数据截取所需考虑的组分参数利用处理软件Tecplot360将相应的数据转化为云图与相应的参数曲线。通过对比不同参数下的不同云图和不同轴线上的参数变化曲线来得到四个参数对整体燃气射流尾流场的影响规律。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

2  Alice热力计算与分析

2。1  简介

通过CEA软件来完成对铝冰推进剂相关参数的分析计算。在本章节中通过对不同推进剂配方的Al/H2O/H2O2的比例来分析燃烧室绝热温度、喷管出口温度、推进剂性能参数等因素的影响变化规律，并借此来推出铝冰推进剂的整体性能参数特征。

2。1。1  CEA软件相关介绍

CEA软件是一款专门应用于对反应产物进行热力学计算的一款软件，通过本身内置于JAVA程序中的算法使研究人员对所输入的相应燃料进行内置的分析计算。