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推进技术2024年第12期:气体中心式气液同轴离心多喷嘴耦合喷雾特性研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:乔文通;章洪涛;王少岩;张冰冰;杨小琮;富庆飞;

单位:北京航空航天大学宇航学院;上海空间推进研究所;上海空间发动机工程技术研究中心;航天液体动力全国重点实验室;

摘要:高温燃气流风洞的加热段喷注面板由数百个气液同轴离心喷嘴组成,各喷嘴间存在强烈的喷雾干涉现象,导致喷雾场相互耦合。为探究气体中心式气液同轴离心喷嘴喷雾的耦合对雾化特性及流场均匀性的影响,通过实验和仿真的方式研究了不同气液比对多喷嘴雾化特性的影响,以及喷嘴间距和喷嘴数目对喷雾流强分布的影响。设计安装多喷嘴的喷注器,搭建喷雾检测实验台,采用高速相机拍摄喷雾图像,采用马尔文激光粒度仪测量喷雾场中的液滴尺寸;并设计了流强测量系统,以测量喷雾场的流强分布。采用流体体积法(Volume of Fluid,VOF)和网格自适应技术(Adaptive Mesh Refinement,AMR)对多喷嘴的耦合喷雾场进行模拟。结果表明,仿真结果与实验测得的流量分布基本吻合;在液体流量较大的工况下,喷雾锥角基本稳定,粒径大小受液膜撞击破碎和液滴撞击聚合双重作用的影响;随着喷嘴间距的增加,喷雾分布的不均匀性增强;并且当存在3个及以上喷嘴时,喷雾场两两相互干涉,在喷雾耦合区域出现流强高峰。

关键词:气液同轴离心喷嘴;;多喷嘴;;喷雾场耦合;;雾化特性;;流量强度

基金资助:国家自然科学基金(12272026;11922201;U1837211)~~