The Autoignition Mechanism of Liquid Cyclonic Injector

摘要

W2為含觸媒之煤油基燃料，能與高濃度過氧化氫搭配作為自燃性雙基推進劑。具有高推進效能(Isp?300sec)、無毒及高自主性之特性。為W2/過氧化氫推進劑組合所發展之液旋式噴注器具有機構簡單、易加工的優點，但其點火延遲不穩定、火焰之集中度仍有待改善。因此本研究設計液滴接觸實驗針對液旋式噴注器之點火機制進行探討，期望能透過研究結果對噴注器之點火延遲進行改良。 本研究應用液滴接觸實驗以高速攝影機(影格率10 000fps)觀察單滴W2(0 0146g)由不同高度(20cm/2 67g?cm/s-60cm/4 65g?cm/s)滴落衝擊25g厚度約7mm之過氧化氫(?95 0wt%)液膜之點火過程。實驗觀察顯示，W2液滴與過氧化氫液膜接觸至點火可分為衝擊噴濺、液態觸媒反應及氣態點火反應三階段，而W2液滴動量(或衝擊高度)影響液滴接觸產生之撞擊坑面積，直接影響液態觸媒反應釋熱率與氣態點火反應的產生，為控制點火延遲時間的主要因素，但當撞擊坑面積過大時，W2局部濃度過低，會使得局部觸媒反應釋熱率減少，點火延遲因而增長。 本研究亦應用液滴接觸實驗之結果進行液旋式噴注器設計改進，改變W2噴霧角(40°-89°)，提昇W2噴霧衝擊過氧化氫液膜之正向動量，實驗結果顯示，點火延遲由3052 44 ms縮短至582 10 ms，驗證了推進劑接觸面積增加，增加單位時間熱生成，使點火延遲縮短之設計理念。

獎項日期	2020
原文	English
監督員	Hsiao-Feng Yuan (Supervisor)