动量比对气氧/煤油针栓喷注器燃烧特性影响

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作者 徐天罡 杨宝娥 +1 位作者 杨岸龙 张波涛 《火箭推进》 北大核心 2025年第1期128-136,共9页

动量比是针栓喷注器的无量纲设计参数,对喷注器的混合效果及燃烧特性影响显著。为研究局部动量比变化对径向槽式气氧/煤油针栓喷注器燃烧特性的影响规律,使用数值仿真方法开展研究。仿真使用中心推进剂的偏转角模型作为煤油液滴的初始... 动量比是针栓喷注器的无量纲设计参数,对喷注器的混合效果及燃烧特性影响显著。为研究局部动量比变化对径向槽式气氧/煤油针栓喷注器燃烧特性的影响规律,使用数值仿真方法开展研究。仿真使用中心推进剂的偏转角模型作为煤油液滴的初始喷射角,并采用包含详细化学反应机理的火焰面模型对针栓喷注器燃烧场进行详细仿真,在此基础上研究局部动量比对燃烧场及燃烧效率的影响规律。结果表明:燃烧室内存在中心回流区和燃烧室头部回流区;局部动量比约为1时燃烧效率达到最高;燃烧室内温度场沿燃烧室轴向呈带状分布,沿燃烧室周向呈高低相间的齿轮状分布;随着局部动量比从0.53变化到1.46,燃烧模式呈现单火焰到双火焰再回到单火焰变化。 展开更多

关键词 针栓喷注器 局部动量比 回流区 燃烧效率 燃烧模式

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航天推进剂废气废液燃烧处理实验 被引量：2

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作者 陈帆 牛晓辙 +2 位作者 佘彩青 李鹏 杨岸龙 《火箭推进》 CAS 2019年第5期90-95,共6页

针对航天生产试验现场有毒推进剂废气废液的无害化处理,设计了一种火箭煤油/空气燃烧处理装置,通过富燃/富氧高温燃气处理硝基类氧化剂/肼类燃料的废气废液。基于该燃烧处理装置,分别进行了燃烧器性能调试以及N2O4与甲基肼的废气与废液... 针对航天生产试验现场有毒推进剂废气废液的无害化处理,设计了一种火箭煤油/空气燃烧处理装置,通过富燃/富氧高温燃气处理硝基类氧化剂/肼类燃料的废气废液。基于该燃烧处理装置,分别进行了燃烧器性能调试以及N2O4与甲基肼的废气与废液处理实验。实验结果表明,燃烧装置在两种基本工作模态下,燃气温度小于1200℃,燃烧高效、稳定;N2O4在处理流量0~20g/s时,排放物中NOx浓度最高为25ppm,燃气温度小于1200℃;在甲基肼处理流量<6g/s时,排放物中VOC浓度小于0.05ppm,NOx浓度小于2.0ppm,其中燃气最高温度随甲基肼流量增加不断增大,最高达1300℃。该燃烧处理装置可实现对有毒航天推进剂高效、彻底的处理,废气排放符合相关标准要求。 展开更多

关键词 航天推进剂 废气废液 燃烧

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长旋流腔敞口型离心喷嘴注气雾化特性试验

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作者 彭乐钦 吴慧博 +2 位作者 徐天罡 杨岸龙 杨宝娥 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第3期28-41,共14页

以水和煤油模拟液作为液体工质,氮气和氦气作为注入气体,采用可视化试验技术和激光多普勒测速仪试验研究了不同气体流量作用下的长旋流腔敞口型离心喷嘴的雾化特性,包括喷注液膜破碎形态、气液两相混合建压与雾化粒径。研究结果表明:随... 以水和煤油模拟液作为液体工质,氮气和氦气作为注入气体,采用可视化试验技术和激光多普勒测速仪试验研究了不同气体流量作用下的长旋流腔敞口型离心喷嘴的雾化特性,包括喷注液膜破碎形态、气液两相混合建压与雾化粒径。研究结果表明:随着气液质量流量比升高,破碎模式逐步由轮缘型破碎、多孔型破碎过渡到爆裂型破碎。雾化过程中在喷嘴出口处伴随间歇性的中心气流冲击,冲击长度随气体流量升高而增大,但冲击频率随气体流量呈非线性变化,在气体流量较高或较低时的冲击频率反而升高。注气显著提高了喷注压降和雾化均匀性,相同气体流量的条件下,氦气相较于氮气具有更快的建压速度和更高的建压值,但氦气作用下的两相混合建压时混合室内的压力波动更为剧烈;氦气吹除的雾化粒径普遍小于氮气,但过高的氦气注气流量易引起气流冲击,引起冲击间隔时间内的雾化分布不均。 展开更多

关键词 离心喷嘴 长旋流腔 注气雾化 破碎模式 气液两相建压 雾化粒径

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核热火箭发动机技术发展态势分析与启示

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作者 彭乐钦 杨宝娥 +4 位作者 马元 高玉闪 杨岸龙 徐天罡 吴慧博 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第4期14-30,共17页

为解决航天任务中太阳能利用困难和化学能能力瓶颈的问题,发展空间核动力势在必行。核热火箭发动机具有运行能量转换效率高、推力调节范围广、比冲大、长驻留、启动快、可多次启停等优点,近年来再次成为国内外研究热点。通过回顾美俄在... 为解决航天任务中太阳能利用困难和化学能能力瓶颈的问题,发展空间核动力势在必行。核热火箭发动机具有运行能量转换效率高、推力调节范围广、比冲大、长驻留、启动快、可多次启停等优点,近年来再次成为国内外研究热点。通过回顾美俄在核热火箭发动机技术上的发展历程,梳理涉及的反应堆、发动机、推进剂管理、地面试验、系统仿真与核安全等相关的关键技术,总结美俄核热火箭发动机发展的启示,为未来空间核热火箭发动机的规划论证与技术研发提出发展建议。 展开更多

关键词 固体堆芯 核热火箭 发动机 反应堆 地面试验 系统仿真

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脉冲爆震发动机部分填充效应理论分析 被引量：2

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作者 严宇 杨岸龙 +1 位作者 范玮 洪流 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1361-1368,共8页

为了研究脉冲爆震发动机的部分填充效应,建立了不依赖于实验数据的通用理论分析模型。将该理论模型得到的计算结果与实验数据进行对比,误差在15%以内。并应用该模型进行了一些算例计算,计算结果表明:部分填充能显著增加比冲,理论比冲最... 为了研究脉冲爆震发动机的部分填充效应,建立了不依赖于实验数据的通用理论分析模型。将该理论模型得到的计算结果与实验数据进行对比,误差在15%以内。并应用该模型进行了一些算例计算,计算结果表明:部分填充能显著增加比冲,理论比冲最高能接近600s;比冲增益随填充系数的减小而增大,最后趋于某一上限值,计算中,该上限值最高达到4;采用氧气作氧化剂时不仅比采用空气作氧化剂时的比冲更高,而且比冲增益也更大;不可燃气体密度越大,部分填充产生的比冲增益越大;背压降低,部分填充产生的比冲增益也随之减小。 展开更多

关键词 脉冲爆震发动机 部分填充 理论分析 性能

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壁面边界对撞击合成动量角的影响研究 被引量：12

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作者 王凯 雷凡培 +2 位作者 李鹏飞 杨岸龙 周立新 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2288-2295,共8页

为了研究动量比对针栓式喷注器撞击雾化合成动量角的影响规律,基于三相的与水平集耦合流体容积法(CLSVOF)对贴壁液膜/自由液膜撞击的合成动量角进行了数值模拟,并与自由液膜/自由液膜撞击的合成动量角进行了对比,结合试验结果及理论预... 为了研究动量比对针栓式喷注器撞击雾化合成动量角的影响规律,基于三相的与水平集耦合流体容积法(CLSVOF)对贴壁液膜/自由液膜撞击的合成动量角进行了数值模拟,并与自由液膜/自由液膜撞击的合成动量角进行了对比,结合试验结果及理论预估结果详细考察了有无壁面条件下合成动量角与动量比的关系,深入分析了造成两者之间差异的根源,揭示了壁面边界对合成动量角产生影响的作用机制。结果表明:CLSVOF方法计算的合成动量角与试验结果一致,最大相对误差约为10%,大多数工况点的相对误差小于5%;有壁面边界的贴壁液膜/自由液膜撞击合成动量角显著大于无壁面边界的自由液膜/自由液膜撞击的;仅一路流体贴壁的撞击合成动量角与常用的入口动量比理论预测值最大相差20°以上,而两路均无贴壁或者均贴壁的撞击合成动量角与理论预测值吻合很好。这一显著差异的根源在于两者撞击形成的高压区分布显著不同。壁面的存在使得撞击点附近形成的高压区对两路流体作用不对称,有壁面边界时壁面承受高压迫使其对贴壁流体有强的作用力,导致垂直于壁面方向动量不守恒,根据入口动量比预测的理论不再适用。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 喷注器 壁面边界 液膜 撞击 射流 雾化

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液体火箭发动机背压振荡环境下的雾化特性研究进展 被引量：10

7

作者 李佳楠 雷凡培 +1 位作者 周立新 杨岸龙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2401-2419,共19页

为加深对背压振荡环境下雾化特性的认识,针对在液体火箭发动机中广泛应用的气液同轴直流式喷嘴、撞击式喷嘴与离心式喷嘴,综述了背压振荡环境下单束液体射流、气液同轴射流、射流撞击以及旋流雾化特性的研究进展,总结了背压振荡影响雾... 为加深对背压振荡环境下雾化特性的认识,针对在液体火箭发动机中广泛应用的气液同轴直流式喷嘴、撞击式喷嘴与离心式喷嘴,综述了背压振荡环境下单束液体射流、气液同轴射流、射流撞击以及旋流雾化特性的研究进展,总结了背压振荡影响雾场的主要作用机制,阐述了以往研究中存在的一些问题以及需要突破的若干关键技术难题。通过综述可知,背压振荡主要通过两个方面影响雾场:一是通过改变喷注压降影响喷射,继而影响雾化过程;二是通过振荡的气相流场直接作用于雾场。背压振荡环境下的雾化研究仍需要开展大量工作,且需要突破以下几个技术难点:在试验方面,需要设计可以产生高频率、高幅值压力振荡的反压舱装置,同时对雾场的干扰要降到最小;发展先进的光学诊断方法,可以用于反压舱内雾场信息的提取;在数值模拟方面,需要开展雾化过程的高精度数值模拟,同时研究压力波的产生、发展及演化过程,在这两点基础上研究背压振荡与雾场的相互作用。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 背压振荡 雾化特性 燃烧不稳定 Klystron效应

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同轴喷嘴自发激励高频燃烧不稳定性试验研究 被引量：10

8

作者 王延涛 薛帅杰 +1 位作者 杨岸龙 张锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1414-1420,共7页

为增进对液氧煤油火箭发动机同轴离心喷嘴燃烧不稳定性过程的理解,在大气环境下进行了同轴离心喷嘴的自发激励燃烧不稳定性试验。试验采用单喷嘴敞口模拟燃烧室,高温的氧气和空气混合物从同轴喷嘴的直流喷嘴喷注,高温的煤油蒸气从同轴... 为增进对液氧煤油火箭发动机同轴离心喷嘴燃烧不稳定性过程的理解,在大气环境下进行了同轴离心喷嘴的自发激励燃烧不稳定性试验。试验采用单喷嘴敞口模拟燃烧室,高温的氧气和空气混合物从同轴喷嘴的直流喷嘴喷注,高温的煤油蒸气从同轴喷嘴的离心喷嘴喷注。通过逐步改变氧化剂流量使模拟燃烧室内产生自发激励高频燃烧不稳定性,使用脉动压力传感器和黑白高速相机记录稳定和不稳定燃烧工况下的脉动压力和火焰。研究发现:气气同轴离心喷嘴的自发激励高频燃烧不稳定过程呈现"滞后"现象;不稳定工况下的火焰均为脱口火焰,火焰特征长度约等于喷嘴出口到脱口火焰团上沿的距离;气气同轴离心喷嘴燃烧不稳定性的发生原因可以被认为是因混合特征时间与声学特征时间相关。 展开更多

关键词 同轴喷嘴 自发激励高频燃烧不稳定性 滞后 脱口火焰 特征时间

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喷前压力脉动对撞击式喷嘴雾化特性的影响 被引量：9

9

作者 杨尚荣 杨岸龙 +2 位作者 李龙飞 费俊 张锋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1100-1106,共7页

为研究液体火箭发动机供应系统压力脉动对撞击式喷嘴雾化特性的影响,进行了撞击式喷嘴的动态雾化实验。通过脉动装置在喷嘴供应系统上施加不同频率和幅值的周期性压力脉动,利用两套高速摄影系统分别获得了动态雾化图像和雾场横截面上的... 为研究液体火箭发动机供应系统压力脉动对撞击式喷嘴雾化特性的影响,进行了撞击式喷嘴的动态雾化实验。通过脉动装置在喷嘴供应系统上施加不同频率和幅值的周期性压力脉动,利用两套高速摄影系统分别获得了动态雾化图像和雾场横截面上的散射光强,以此分析了撞击式喷嘴对喷前周期性压力脉动的响应频率和响应幅值范围及其对平均雾化角度的影响。结果表明,在研究的脉动频率范围内(0~4050Hz),当喷前压力脉动幅值大于某一阈值后,雾化出现了明显的周期性质量聚集现象,其频率与喷前压力脉动的频率相同。脉动幅值增加,散射光强度的振荡幅值也增加,参与混合燃烧过程的介质流量振荡幅值加剧。平均雾化角度受脉动频率和幅值的影响都较小,变化范围处在均值的±4%以内。 展开更多

关键词 撞击式喷嘴 压力脉动 雾化 响应特性

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煤油同轴喷嘴超临界燃烧与火焰特性实验研究 被引量：8

10

作者 薛帅杰 杨岸龙 +1 位作者 杨伟东 李龙飞 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1281-1287,共7页

为研究煤油同轴离心喷嘴的超临界燃烧与火焰特性以及缩进比对燃烧及稳定性的影响,在煤油超临界条件下进行了不同缩进比喷嘴的燃烧实验,实验采用单喷嘴矩形燃烧室,空气和氧气混合物以气态从同轴喷嘴的中心喷嘴喷注,煤油以液态从同轴喷嘴... 为研究煤油同轴离心喷嘴的超临界燃烧与火焰特性以及缩进比对燃烧及稳定性的影响,在煤油超临界条件下进行了不同缩进比喷嘴的燃烧实验,实验采用单喷嘴矩形燃烧室,空气和氧气混合物以气态从同轴喷嘴的中心喷嘴喷注,煤油以液态从同轴喷嘴的离心喷嘴喷注,实验利用采样频率为36k Hz的彩色高速CCD相机成功观测到煤油超临界燃烧现象。煤油同轴离心喷嘴超临界燃烧火焰总体呈圆柱射流状;缩进比较大喷嘴的火焰图像中,喷嘴出口为半透明的"稠密"气状射流,未观测到明显的雾化破碎过程;喷嘴缩进比为1.62时火焰较窄且出现火焰团间歇性脱落情况;缩进比对燃烧和燃烧稳定性均有影响,存在相对最佳值使燃烧较稳定。 展开更多

关键词 煤油 同轴离心喷嘴 超临界燃烧 火焰

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自燃推进剂旋转爆震燃烧实验研究 被引量：7

11

作者 严宇 胡洪波 +2 位作者 洪流 杨岸龙 陈帆 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1986-1993,共8页

为了拓展旋转爆震燃烧方式在液体火箭发动机领域的应用范围,以一甲基肼为燃料,四氧化二氮为氧化剂,在圆环形燃烧室中组织旋转爆震燃烧。燃烧室内径为30mm,外径为60mm,采用了24对撞击式喷嘴,氧化剂喷孔0.4mm,燃料喷孔0.3mm。用稳态压力... 为了拓展旋转爆震燃烧方式在液体火箭发动机领域的应用范围,以一甲基肼为燃料,四氧化二氮为氧化剂,在圆环形燃烧室中组织旋转爆震燃烧。燃烧室内径为30mm,外径为60mm,采用了24对撞击式喷嘴,氧化剂喷孔0.4mm,燃料喷孔0.3mm。用稳态压力传感器和高频动态压力传感器记录供应及燃烧状态。实验中发现:自燃推进剂能够发生旋转爆震燃烧,频率达到7340Hz,爆震波峰值压力达到0.6MPa,爆震波速度达到1384m/s;爆震波引起的压力震荡可向上游喷注器传播;由于自燃推进剂为液/液反应,着火延迟时间约为10ms,在本燃烧室中该时间大于爆震波旋转一周所需的时间,因而爆震波到达时仍有较多的可燃混合物能够参与爆震燃烧;自燃推进剂发生旋转爆震燃烧需要足够大的流量密度,本实验中最小为103.7kg/(s?m2);自燃推进剂在富燃条件下更容易发生旋转爆震燃烧。实验结果表明在火箭的姿态控制发动机上应用旋转爆震燃烧具有一定的可行性。 展开更多

关键词 旋转爆震 燃烧 自燃推进剂 实验

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氧化亚氮/乙烯推进剂预混燃烧特性试验研究 被引量：5

12

作者 张锋 杨伟东 +1 位作者 胡洪波 杨岸龙 《火箭推进》 CAS 2019年第3期41-47,共7页

氧化亚氮基单元复合推进剂是一种新型、高能、无毒的单组元推进剂,具有广阔的应用前景。开展了氧化亚氮/乙烯推进剂在室压0.7MPa和1.0MPa条件下、混合比6.2~10.6范围内的预混燃烧特性试验,获得了混合比、燃烧室特征长度等对特征速度和... 氧化亚氮基单元复合推进剂是一种新型、高能、无毒的单组元推进剂,具有广阔的应用前景。开展了氧化亚氮/乙烯推进剂在室压0.7MPa和1.0MPa条件下、混合比6.2~10.6范围内的预混燃烧特性试验,获得了混合比、燃烧室特征长度等对特征速度和燃烧效率的影响规律。试验结果表明:当量孔径为65μm、厚度为5mm的不锈钢多孔材料具有良好的防回火效果,所有试验工况均未发生燃烧室回火现象;N2O/C2H4推进剂的理论特征速度和试验特征速度均随着混合比的增大而减小,最高燃烧效率达到了95.0%;随着燃烧室特征长度的不断增大,燃烧效率先增大后减小,对所试验的特定喷注器结构的铜热沉模型燃烧室来说,最佳的燃烧室特征长度在1.675m左右。 展开更多

关键词 氧化亚氮基单元复合推进剂 乙烯 多孔材料 预混燃烧 特征速度 燃烧效率

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同轴离心式喷嘴热声不稳定性递归分析 被引量：4

13

作者 杨向明 杨尚荣 +1 位作者 杨岸龙 艾春安 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期608-616,共9页

为获得同轴离心式喷嘴燃烧动力学特性,开展了喷注单元稳定性试验研究。试验中燃料流量不变,随氧化剂流量增加,热声系统依次经历了燃烧噪声状态、阵发状态和准周期振荡状态。采用递归方法对实验结果进行分析。首先,利用交互信息法和虚假... 为获得同轴离心式喷嘴燃烧动力学特性,开展了喷注单元稳定性试验研究。试验中燃料流量不变,随氧化剂流量增加,热声系统依次经历了燃烧噪声状态、阵发状态和准周期振荡状态。采用递归方法对实验结果进行分析。首先,利用交互信息法和虚假最邻近法分别求解最优延迟时间和嵌入维数,获得了典型工况下的相空间轨迹图。其次,递归图分析表明系统出现了第II类阵发现象,意味着系统发生了亚临界Hopf分叉,与实验结果一致。最后,递归量化分析表明,确定率可以将阵发状态和准周期振荡状态与燃烧噪声状态区分出来,并可以对热声振荡进行预报。 展开更多

关键词 同轴离心式喷嘴 热声不稳定 递归图 递归量化分析

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液滴发生器工作过程的动力学特性 被引量：2

14

作者 徐云飞 陈鹏飞 +3 位作者 孙策 洪流 杨岸龙 汪广旭 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1343-1351,共9页

为了研究喷孔位置对液滴发生器均匀液滴生成稳定性的影响,发展了液滴发生器工作过程的动力学特性计算模型,给出了基于声学理论的集液腔压力响应空间分布函数。考虑到部分小孔径、大长径比直流喷嘴的工作特点,在传统集中参数模型的基础上... 为了研究喷孔位置对液滴发生器均匀液滴生成稳定性的影响,发展了液滴发生器工作过程的动力学特性计算模型,给出了基于声学理论的集液腔压力响应空间分布函数。考虑到部分小孔径、大长径比直流喷嘴的工作特点,在传统集中参数模型的基础上,建立了分布参数模型。随后,分析了Rayleigh模式下射流表面波色散关系的影响因素。结果表明,在特定的激励频率区间内,喷注面会产生近似圆环形状的波节结构,并随着频率的改变沿径向移动,因此液滴发生器的喷孔位置设计应当考虑喷注面的压力分布特性。与集中参数模型类似,喷嘴分布参数模型计算出的脉动流量也是随着激励频率的提高而减小,但滞后相位角保持约90°不变。分布参数与集中参数模型的适用界限要根据射流表面波的色散关系以及喷嘴长径比共同确定。 展开更多

关键词 液滴发生器 压力分布特性 分布参数模型 动态特性

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液液针栓多喷注单元喷雾场数值模拟 被引量：1

15

作者 王凯 唐亮 +2 位作者 雷凡培 杨岸龙 周立新 《火箭推进》 CAS 2023年第2期15-26,共12页

为了研究相邻喷注单元间相互影响对针栓式喷注器喷雾场的影响,以平面针栓多喷注单元为研究对象,采用基于AMR(adaptive mesh refinement)技术和分相识别的PLIC VOF(piecewise linear interface calculation VOF)新方法,实现了针栓式喷注... 为了研究相邻喷注单元间相互影响对针栓式喷注器喷雾场的影响,以平面针栓多喷注单元为研究对象,采用基于AMR(adaptive mesh refinement)技术和分相识别的PLIC VOF(piecewise linear interface calculation VOF)新方法,实现了针栓式喷注器雾化过程的高保真数值模拟。给出了喷雾场典型的结构特征及液雾的分布特性,对比了多喷注单元与单喷注单元喷雾场的差异,揭示了相邻喷注单元间的相互影响机制。研究表明,新的仿真方法在精细研究针栓式喷注器喷雾场方面具有较好的准确性。与单喷注单元相比,多喷注单元喷雾场主要存在以下特殊结构:相邻两雾扇相撞背部呈脊状结构,使得雾化区域大于雾化角;两雾扇相撞在中间对称面汇聚形成薄液膜,使整个雾化角范围内均有液滴分布;相邻两孔之间形成一定下漏率和下漏液膜宽度;液膜路和液束路的液滴粒径均显著增大了约35,流强和混合比沿径向分布更趋于均匀。相邻喷注单元间的相互影响机制为:相邻喷雾扇相撞后原先各自向外展开的雾扇被挤回中心对称面,其厚度是原雾扇的两倍,其他未发生撞击位置的液膜厚度保持不变,最终形成的喷雾扇结构呈扁平的多凹腔状。 展开更多

关键词 液液针栓喷注器 相邻喷注单元 相互影响 雾场结构 自适应网格加密

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径向槽布局方式对针栓喷注器雾化角的影响 被引量：1

16

作者 张波涛 王凯 +1 位作者 李平 杨岸龙 《火箭推进》 CAS 2023年第6期1-9,共9页

目前针栓喷注器中心推进剂的喷注形式多采用离散的槽型结构,径向槽布局方式对雾场结构起到了决定性的作用。为了获得气液针栓喷注器雾化角的预测公式,基于控制体分析从动量定理推导出了喷注单元的雾化角理论公式,并通过试验结果修正理... 目前针栓喷注器中心推进剂的喷注形式多采用离散的槽型结构,径向槽布局方式对雾场结构起到了决定性的作用。为了获得气液针栓喷注器雾化角的预测公式,基于控制体分析从动量定理推导出了喷注单元的雾化角理论公式,并通过试验结果修正理论公式得到了动量系数。对于多喷注单元针栓喷注器的雾化角,采用试验结果对喷注单元雾化角的理论模型进行修正,掌握了径向槽布局方式和阻塞率对雾化角的影响规律。结果表明:雾化角的理论预估值与试验值吻合较好;在总流通面积和质量流量一定时,径向槽布局方式对雾化角影响很小;局部动量比和阻塞率对雾化角起决定性作用,当阻塞率不大于14.55时,相邻喷注单元之间的相互作用影响很小,多喷注单元气液针栓喷注器的雾化角与喷注单元的雾化角近似,当阻塞率不小于25.46时,雾化角理论公式中的动量系数推荐值为0.87。 展开更多

关键词 气液针栓喷注器 雾化角 径向槽 阻塞率

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气液针栓喷注单元雾化特性试验

17

作者 张波涛 李平 +2 位作者 杨岸龙 杨宝娥 孙璠 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期203-210,共8页

为研究气液针栓喷注单元的雾化特性,采用高速相机和激光相位多普勒(PDA)获得了雾场形态、雾化模式、雾场浓度分布、液滴SMD分布和速度分布。结果表明:气液针栓喷注单元的雾化模式为剪切破碎,雾场形态为实心锥形雾场;SMD变化范围随局部... 为研究气液针栓喷注单元的雾化特性,采用高速相机和激光相位多普勒(PDA)获得了雾场形态、雾化模式、雾场浓度分布、液滴SMD分布和速度分布。结果表明:气液针栓喷注单元的雾化模式为剪切破碎,雾场形态为实心锥形雾场;SMD变化范围随局部动量比增大而增大,且SMD范围有向两端扩大的规律;SMD沿径向逐渐增大;随着局部动量比增大,针栓头下方回流区的轴向长度减小;雾场主流区域随局部动量比增大从雾场中心向外偏移,远场区域合速度沿径向呈先增大后减小规律。 展开更多

关键词 气液针栓喷注单元 雾场形态 雾化模式 雾场浓度 液滴SMD

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气液针栓喷注器液束撞击气膜破碎过程研究

18

作者 张波涛 杨宝娥 +1 位作者 杨岸龙 李平 《火箭推进》 CAS 2022年第5期18-28,共11页

为了全面认识气液针栓喷注器破碎过程,采用网格自适应加密技术、CLSVOF(coupled level-set and volume-of-fluid method)方法和SBES(stress-blended eddy simulation)湍流方法对气液针栓喷注器液束撞击气膜破碎过程进行数值仿真,获得了... 为了全面认识气液针栓喷注器破碎过程,采用网格自适应加密技术、CLSVOF(coupled level-set and volume-of-fluid method)方法和SBES(stress-blended eddy simulation)湍流方法对气液针栓喷注器液束撞击气膜破碎过程进行数值仿真,获得了液束破碎过程的细节特征,并通过高速摄影试验结果验证了数值方法的准确性。以此为基础分析了液束撞击气膜的雾化模式、变形过程、流动特性和雾化角。结果表明:雾化模式根据局部动量比可分为振荡破碎、剪切破碎和液束主导的波动破碎;液束与气膜撞击后迎风面会向两侧运动,横截面先发展为“T”形,随后被展向拉伸为薄膜。液束前缘变形引起气流在液束两侧形成一系列涡结构,使得气液相互作用增强;雾化角主要受局部动量比影响,工况参数通过影响动量比而间接影响雾化角;认为选取中等局部动量比下的剪切雾化模式可以在获得较大雾化角的同时具有液滴粒径均匀且液滴空间分布均匀的特性。 展开更多

关键词 气液针栓喷注器 液束撞击气膜 破碎过程 雾化角 雾化模式

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