变流量喷注器的设计和性能试验

本文介绍一种同轴环形可变截面喷注器,它用于双组元自燃推进剂变推力液体火箭发动机中,采用环形液流撞击-溅击进行组元的混合和雾化.经过万余秒的热试验证明该喷注器与高硅氧酚醛树脂材料的烧蚀推力室具有良好的相容性;推力变比可达5:1;与L=0.5m的燃烧室匹配,高推力下的燃烧室效率可达95%;该喷注器还具有重复起动或脉冲工作的能力.     

《推进技术》1991年度总目录

第1 期 发动机 固体火箭喷管颗粒尺寸分级两相跨音速流场计算……… ’…………………………………………··侯 晓 何洪庆 蔡体敏 吴心平(1) 潜人喷管背壁流场模拟显示…………………………………黄志柱 何国强 吴心平(9) 具有拉伐尔喷口的离心喷嘴雾化锥角调整方法…………………………………王培林(15) 出口边界条件对跨音扩压器流场的影响………………………………尹军飞 彭成一(19) 二维横向喷流的队s方程数值解………………………………………王正华 王承尧(24) 推进剂 烃类燃料的能量特性…………………………………………………………     

按动压头比系数设计的同心环喷嘴的应用研究

应用动压头比系数定性设计最佳化的同心环喷嘴.为加强喷嘴与喷嘴之间的混合,设计左右旋的中心离心式氧喷嘴,取消边区小孔和低混合比的边区喷嘴,使整个头部为均匀混合比.这样设计的喷注器获得较高的性能.地面热试车数据表明燃烧效率达0.983,接近国外先进水平.     

某氢氧发动机推力室氢喷嘴烧蚀问题仿真分析

氢氧火箭发动机推力室内的喷注均匀性不但影响燃烧效率,还有可能影响喷嘴、面板及内壁等结构的可靠性.针对某型氢氧火箭发动机推力室多次出现固定位置两个氢喷嘴的烧蚀问题,采用CFD方法模拟了此发动机氢头腔及喷嘴的内部流动.通过分析流动特性,并给出量化对比结果,得出了以下两个结论:一方面此发动机推力室喷注面氢流量分布不均,而多次产生烧蚀的喷嘴是所有喷嘴中氢流量最小的两个;另一方面氢喷嘴出口环形间隙内流量分布不均,在所有喷嘴中产生烧蚀的喷嘴出口流速分布不均匀度是最高的.这两个因素共同作用下导致喷嘴局部混合比过高,是造成固定位置喷嘴局部烧蚀的重要原因.     

基于统计学特征的密集型气液雾化随机模型优化方法研究

在高气液动量比的空气雾化流场中,液滴和液丝从液核剥离的过程具有高自由度、分布密集的特点,传统理论模型难以对其准确预测。本文对结合大涡模拟方法的随机雾化模型进行优化,在初始雾化过程,提出使用液滴统计平均温度来表征液滴碰撞统计学特性的改进方法。液滴的统计平均温度分别采用气液相对动能模型的粒子追踪法和亚网格动能模型的粒子追踪法。研究表明,使用改进的气液雾化随机模型预测密集型空气雾化流场,大幅改善了传统雾化随机模型在初始雾化区域过预测的缺陷,平均动能的相对误差为15.5%,平均索特尔直径的相对误差为7.2%,与未改进前的模拟结果相比,误差降低了41.1%和15.0%。此外,本文还探究了喷雾张角模型对雾化流场预测结果的影响,分别将实验所得经验公式法、相界面气液动量平衡所得模拟法与亚网格动能模型的粒子追踪法结合。结果表明喷雾张角经验公式预测结果更为准确,在平均索特尔直径预测方面准确性提高了17.3%。     

雾化槽喷嘴下游油雾场特性的研究

本文在雾化槽喷嘴出口处雾化特性的研究基础上,进一步利用激光全息测量了雾化槽下游的油雾场.比较、分析了雾化槽喷嘴油雾场在运动过程中,雾化性能的变化情况.讨论了雾化槽喷嘴宽度、喷嘴直径和气流速度等参数变化对雾化性能的影响.     

旋流空气对双油路离心喷嘴雾化特性影响的实验

采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对带空气旋流器的双油路离心喷嘴的雾化特性进行了实验研究,供油压力的工作范围在0.3~2.1MPa,采用轴向逆流器,旋流器叶片出口角为79°,旋流器前后空气压降在0.03~0.15MPa,实验得到了索太尔平均直径(SMD)与喷雾锥角随供油压力与风速的变化规律.结果表明:在相同供油压力下,旋流器通入空气后,喷雾锥角值较未通入旋流空气时将增大15°~20°,索太尔平均直径比未通入旋流空气时减小40%.      

空气助力式喷嘴雾化实验及仿真

用马尔文激光粒度测试仪对自行设计的气动雾化喷嘴的雾化特性进行了实验研究,测量了不同工况下喷雾流场的液滴粒径.根据实验结果,分析了水压、气压、气液比等因素对液滴粒径和均匀性的影响,讨论了液滴粒径随距喷口轴向距离增加的变化规律.最后,利用Fluent软件对喷雾外流场进行了三维数值仿真,其结果与实验结果吻合较好,验证了仿真方法的可行性.