气氢/液氧同轴喷注器变工况燃烧流场相似性

为研究不同室压工况下气氢/液氧燃烧流场的相似性，设计了喷注器试验件，并采用数值仿真和热试验的方法对气氢/液氧喷注器的喷雾燃烧流场进行了研究。数值仿真选取试验件的1/6进行三维稳态计算，其中湍流模型采用SST k-ω模型、化学反应采用考虑氢氧6组分9步反应机理的涡耗散概念模型、液氧液滴采用离散相模型，共进行了2.8～9.8 MPa范围内8种典型工况的数值仿真。热试验采用气氢/液氧推进剂，进行了4.5 MPa、5.4 MPa和6.8 MPa这3种不同室压工况共4次挤压热试验，采用量热式水冷身部对燃烧室壁面热流进行了测量。仿真和试验结果表明：对于气氢/液氧同轴直流喷注器，在混合比、氢氧温度和喷注速度相同的情况下，当室压大于液氧临界压力时的燃烧流场具有相似性；而室压小于液氧临界压力时的燃烧流场与大于临界压力的燃烧流场结构存在差异。