小型PDE在给定容积下释放能量,客观上希望单位容积燃料的能量更大,因此液体燃料小型PDE的研究具有重要的意义。要成功起爆首先要解决燃油、空气的喷射与混合问题。采用数值模拟和试验的方法,系统地研究了煤油/空气的掺混特性,进行了小管径PDE可爆混气关键技术的研究。取得了大量的科研成果,为深入研究以液态煤油为燃料,以空气为氧化剂的小型PDE的工作性能提供了依据。研究了不同进气温度和燃油温度对煤油/空气混合物混合特性的影响,在进气温度为373k时,能够很好的雾化和蒸发,能够保证形成均匀的可燃混气,保证了点火器的稳定点火,为产生稳定传播的爆震波提供了条件。设计了多种结构的气动阀,分析了不同结构气动阀的工作机理,采用数值模拟和试验的方法进行气动阀研究,数值模拟研究结果验证了气动阀模型的合理性,研究结果表明:在低速进气条件下,采用旋流为主的气动阀PDE有利于形成可燃混气。在较高速进气条件下,采用以直流为主并且部分旋流气动阀PDE有利于提高煤油的雾化质量,利于形成均匀的可燃混气。设计建立了多种PDE计算模型,采用控制方程和k ?εRealizable湍流模型,采用颗粒轨迹模型,对燃油喷射系统性能进行了数值模拟通过求解三维N-S方程和k ?ε湍流模型来分析混合室中煤油、空气的混合流动特性。数值模拟了不同进口压力,不同进气温度、不同煤油温度、煤油的喷射流量等对煤油/空气混合物混合特性的影响,研究结果为实验成功的产生爆震波提供了理论依据。在气动阀后增加预混段,预混段对通过气动阀初步雾化的煤油,起到了进一步强化雾化掺混的作用,把该结构应用到实验中,实验成功的产生了爆震波。本文研究了不同结构的气动阀、不同结构的PDE头部结构、以及不同的工况对PDE内煤油/空气掺混特性的影响。通过在气动阀后增加预混段等方法成功的取得了可爆混气,为实验的成功奠定了基础。气动阀不仅可以充当推力臂,还可以对燃油起到很好的雾化作用。头部结构对初步雾化的燃油,起到了二次雾化的作用。不同的进口速度、不同的温度以及不同的进口压力、以及煤油不同的喷射压力等都对煤油/空气的掺混特性起到了至关重要的影响。