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金属粉末燃料发动机是一种新型的推进系统,其主要优点有能量密度高、比冲大、构造简单、推力可调节和可以多次点火启动等,同时纯金属粉末作为燃料使得发动机的储存和使用更加安全,燃料成本也大大减少。 金属粉末燃料供应系统对金属燃料发动机的性能影响很大。本文设计了一种新型的金属燃料供应系统,使用鼓泡流化床将燃料流态化,通过调节流化气入口的压力来控制燃料质量流量。 首先使用计算流体力学软件Fluent V.14.5.0对燃料供应系统进行了数值模拟研究。通过数值模拟,得到了质量流量曲线,分析了燃料供应系统的流场,为接下了的燃料供应试验研究提供了理论基础。之后通过数值模拟的方法对燃料质量流量的调节方法进行了检验,使用数据拟合的方法得到了质量流量-压力关系式,结果表明本文提出的金属燃料质量流量调节方法在理论上可行。 针对本文提出的金属粉末燃料供应系统设计了一套试验系统,本系统通过使用一个高精度的质量传感器对燃料储罐进行称量,能够得到固相燃料的瞬时质量流量,并且燃料供应系统的收集罐能够模拟真实情况中燃烧室的高压环境。试验结果表明,本文所设计的金属粉末燃料供应系统能够稳定地供应燃料,并且试验具有很好的可重复性。通过进行燃料质量流量调节试验,能够证明本文提出的金属燃料质量流量调节方法在实际中是可行的。