结果发现爆轰波会让煤粉在热应力的作用下将颗粒粉碎得更细,颗粒表面积增加,在整个燃烧阶段燃烧速度会持续上升,更有利于建立煤尘悬浮液的精细爆轰结构模型。在本研究中,团队使用了400mm的高压密闭容器内,采用乙烯作为助爆气体,分别在有无乙烯条件下煤粉-氧气混合物内进行点火起爆实验,成功揭示了在煤粉爆轰发动机中助爆气体对发动机点火起爆过程的作用机制,并为煤粉爆轰发动机点火起爆奠定理论基础。

团队在测试环境中获得了稳定的爆轰波,测得的爆轰波速度为1.799千米/秒,这个是典型的粉尘爆炸的爆轰波传播速度范围(TNT炸药爆轰波速度可达7千米/秒左右),在这里必须要说明下为何要研究爆震发动机,毕竟涡轮喷气和涡轮风扇这种喷气式发动机已经非常成熟了。

等压燃烧与等容燃烧

在介绍爆震发动机时必定会提及一个等压燃烧与等容燃烧的概念,一句话解释就是等压燃烧还是火焰燃烧,而等容燃烧就是爆炸,两者的区别是等压燃烧的燃料颗粒间燃烧传播速度不一样,等压燃烧船舶是亚音速,而等容燃烧速度是超音速,比如上文的爆轰波速度可达1.8千米/秒。

爆轰波

这个速度与发动机排气速度有很大的关系,对于喷气式发动机,尽管燃烧传播速度没过音速,但仍然可以通过尾喷管的形状,在收敛阶段超过音速,比如喷气式发动机的马赫环,它是这样形成的: