液體同軸旋轉(zhuǎn)射流破碎與霧化特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)具有比沖高、能反復(fù)啟動(dòng)、工作時(shí)間長短可任意設(shè)定、多次使用、推力可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，在人類空間技術(shù)的發(fā)展史上長期占據(jù)著主要地位。而燃用常溫綠色液體推進(jìn)劑的衛(wèi)星及空間探測器更是目前許多國家研究的熱點(diǎn)。作為其發(fā)動(dòng)機(jī)上的關(guān)鍵部件:液/液同軸離心式噴嘴及其產(chǎn)生的液體同軸旋轉(zhuǎn)射流對發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率和燃燒穩(wěn)定性起著決定性的作用，開展對其霧化過程的研究具有十分重要的意義。
　　本文通過搭建的噴霧實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對設(shè)計(jì)的外混式和內(nèi)混式兩種型式的同

2、軸離心噴嘴進(jìn)行了冷態(tài)噴霧實(shí)驗(yàn)。利用高速攝影及Malvern粒度分析儀研究了射流工況和噴嘴幾何結(jié)構(gòu)的變化對模擬推進(jìn)劑下的同軸旋轉(zhuǎn)射流液膜破碎特征及霧化性能的影響;并通過數(shù)值模擬方法研究了內(nèi)外路單獨(dú)噴射時(shí)射流工況對液/液同軸離心式噴嘴內(nèi)部流動(dòng)特性的影響，作為對實(shí)驗(yàn)研究的補(bǔ)充。結(jié)果表明:
　　1、內(nèi)外路旋轉(zhuǎn)射流形成的回流區(qū)氣體卷吸作用是外混式同軸旋轉(zhuǎn)射流形成的主要原因;內(nèi)外路射流摻混位置不同引起的液膜擾動(dòng)波變化是內(nèi)混式同軸旋轉(zhuǎn)射流液膜破

3、碎特征改變的主要原因。
　　2、內(nèi)路射流工況對外混式同軸旋轉(zhuǎn)射流的液膜破碎長度和液滴SMD直徑和分布均勻度起主導(dǎo)作用。噴霧錐角則受內(nèi)外路射流工況共同影響。
　　3、內(nèi)外路射流摻混位置與噴孔之間的距離對內(nèi)混式同軸旋轉(zhuǎn)射流液膜破碎長度和液滴SMD直徑和分布均勻度起主導(dǎo)作用，噴霧錐角同樣受內(nèi)外路射流工況共同影響。
　　4、反向同軸旋轉(zhuǎn)射流的回流區(qū)氣體卷吸作用比同向旋轉(zhuǎn)射流弱。
　　5、采用二維軸對稱模型、VOF模型和R