过氧化氢MEMS微型推进器催化反应与两相流动耦合机理研究及其性能评价

项目名称： 过氧化氢MEMS微型推进器催化反应与两相流动耦合机理研究及其性能评价

项目编号： No.50906092

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 岑继文

作者单位： 中国科学院广州能源研究所

项目金额： 20万元

中文摘要： 微小卫星编队飞行可完成许多昂贵的大卫星所无法完成的工作，它们需要微小的推力进行高精度的姿态调整。MEMS化学燃料推进器是一类有前景的微型推进器。本项目以过氧化氢MEMS微型推进器为研究对象，采用催化反应动力学与汽液两相流学科交叉研究方法，研究MEMS微型推进器芯片内部的催化反应与两相流耦合的机理。首先用实验方法测定过氧化氢分解率，根据一级反应动力学理论求出流动条件下的反应速率常数。再结合分相两相流非平衡模型，将测定的反应常数和分解率等参数与各守恒方程中的源项建立联系，对微尺度催化反应两相流进行数值模拟。同时通过显微镜和高速摄影结合的光学平台对真空环境下芯片内部流动进行可视化观测，探讨两相流型与催化反应速率的关系。最后采用新颖的悬浮杠杆微推力测量系统进行性能测试，探索两相流型、催化反应速率影响推进性能的过程和原因。本项目为高效的MEMS微型液体燃料推进器成功设计提供理论指导和性能测试方法。

中文关键词： 微型推进器；过氧化氢；催化反应；两相流；微推力测量

英文摘要：

英文关键词： micro-thruster；H2O2；catalytic reaction；two phase flow；micro-thrust test