同轴离心式喷嘴火焰结构的转变和迟滞

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作者 杨尚荣 李娜 +3 位作者 吴林龙 王勇 杨宝娥 连俊凯 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期255-264,共10页

针对气体中心液体离心式同轴(GCLSC)喷嘴(简称为同轴离心式喷嘴)的燃烧动力学特性,开展富氧气/煤油蒸气同轴离心式单喷嘴实验研究.通过改变氧化剂喷射速度,分别获得了稳定和自发激励条件下的火焰结构、相互转变和迟滞过程.利用高速相机... 针对气体中心液体离心式同轴(GCLSC)喷嘴(简称为同轴离心式喷嘴)的燃烧动力学特性,开展富氧气/煤油蒸气同轴离心式单喷嘴实验研究.通过改变氧化剂喷射速度,分别获得了稳定和自发激励条件下的火焰结构、相互转变和迟滞过程.利用高速相机拍摄了火焰的CH^(*)自发光图像,通过离散傅里叶变换(DFT)和动力学模态分解(DMD)方法分析了燃烧流场的空间结构.研究发现:稳定燃烧时,火焰长度较长,CH^(*)自发光紧贴喷嘴出口,火焰结构受反应混合层流动不稳定控制.迟滞区域内,火焰出现抬升,CH^(*)自发光强度沿流向存在两个峰值,主导的不稳定频率较高.不稳定燃烧时,火焰长度显著缩短,且在横向扩展,沿喷嘴周向有部分火焰紧贴喷嘴出口.3种燃烧状态下,DFT和DMD方法得到的空间模态均很相近.发现了螺旋形结构的低频火焰模态,某些工况下会发生对流形式的燃烧不稳定.一阶切向不稳定的火焰模态表现为速度耦合产生的螺旋形不稳定涡结构,二阶切向不稳定的火焰模态表现为压力耦合产生的对称涡结构. 展开更多

关键词 同轴离心式喷嘴 燃烧稳定性 火焰结构 迟滞 模态分解

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缩进长度对同轴离心式喷嘴燃烧稳定性的影响

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作者 杨尚荣 吴林龙 +2 位作者 李娜 王勇 杨宝娥 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期135-143,共9页

针对缩进长度对气体中心液体离心式同轴(GCLSC)喷嘴(简称同轴离心式喷嘴)燃烧稳定性的影响,开展富氧气/煤油同轴离心式单喷嘴燃烧稳定性实验研究。通过改变燃料和氧化剂喷射速度,获得了三种缩进长度喷嘴(8,10,12 mm)的稳定性图或稳定性... 针对缩进长度对气体中心液体离心式同轴(GCLSC)喷嘴(简称同轴离心式喷嘴)燃烧稳定性的影响,开展富氧气/煤油同轴离心式单喷嘴燃烧稳定性实验研究。通过改变燃料和氧化剂喷射速度,获得了三种缩进长度喷嘴(8,10,12 mm)的稳定性图或稳定性边界。利用高速相机拍摄了火焰的CH*自发光图像,通过动力学模态分解(DMD)方法分析了燃烧流场的空间结构。研究发现:当氧化剂速度足够高时,三种缩进长度喷嘴均出现了不稳定燃烧。燃料速度≤11 m/s时,滞后区域较窄或不存在,燃料速度>11 m/s,滞后区域变宽。10 mm缩进长度喷嘴的稳定性边界最大,滞后边界在燃料速度≤11 m/s时最大。相比稳定燃烧状态火焰长度,发生不稳定后,火焰长度显著缩短,且在横向扩展。三种缩进长度喷嘴在稳定和不稳定燃烧状态下,CH*自发光均紧贴喷嘴出口,说明燃烧在缩进室内部便已开始。一阶切向不稳定对应的DMD模态应为流向涡和角向涡耦合产生的螺旋形不稳定涡结构。 展开更多

关键词 同轴离心式喷嘴 缩进长度 燃烧稳定性 动力学模态分解 螺旋形涡

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缩进长度对液液同轴离心喷嘴雾化过程的影响

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作者 王壮 党枭睿 +1 位作者 胡海峰 卞香港 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第3期42-52,共11页

为探究缩进长度对液液同轴离心喷嘴雾化锥角的影响,中心喷嘴工质采用N_(2)O_(4),外喷嘴工质采用偏二甲肼(UDMH),通过数值仿真获得了喷嘴内部流场的细节特征以及缩进数N对喷嘴雾化锥角的影响规律。结果表明:当N<1时,喷嘴的雾化锥角呈... 为探究缩进长度对液液同轴离心喷嘴雾化锥角的影响,中心喷嘴工质采用N_(2)O_(4),外喷嘴工质采用偏二甲肼(UDMH),通过数值仿真获得了喷嘴内部流场的细节特征以及缩进数N对喷嘴雾化锥角的影响规律。结果表明:当N<1时,喷嘴的雾化锥角呈现先增后减的趋势;当N>1时,喷嘴的雾化锥角略微增大;当N=0时,UDMH与N_(2)O_(4)液膜之间会形成低压区,使得UDMH液膜张角减小,N_(2)O_(4)液膜张角变大,并在液膜末端贴合在一起,最终雾化锥角为外喷嘴与中心喷嘴雾化锥角的中间值;当N>0.85时,UDMH与N_(2)O_(4)会在缩进室内部发生明显的掺混,液膜变形程度加剧;当N>1.27时,缩进室会对内部混合流体起到整流作用,从而使其雾化距离增加。 展开更多

关键词 缩进数 液液同轴离心喷嘴 雾化锥角 流场结构 数值模拟

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喷注压降对液液同轴离心式喷嘴喷雾锥角的影响研究 被引量：11

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作者 徐顺 康忠涛 +1 位作者 成鹏 李清廉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1556-1562,共7页

为了研究不同喷注压降下液液同轴离心式喷嘴喷雾锥角的变化规律,采用高速摄像机观测喷雾形态。试验结果表明:内、外喷嘴单独工作时,喷雾锥角随着喷注压降的增加而增加。内、外喷嘴同时工作时,喷雾锥角随内喷嘴喷注压降的增加而减小,随... 为了研究不同喷注压降下液液同轴离心式喷嘴喷雾锥角的变化规律,采用高速摄像机观测喷雾形态。试验结果表明:内、外喷嘴单独工作时,喷雾锥角随着喷注压降的增加而增加。内、外喷嘴同时工作时,喷雾锥角随内喷嘴喷注压降的增加而减小,随着外喷嘴喷注压降的增加而增加。通过与内、外液膜同向旋转时喷雾锥角的变化规律对比,发现内、外液膜的旋转方向对外混式液液同轴离心式喷嘴喷雾锥角的影响不大,因为离心式喷嘴产生的锥形液膜的切向速度会很快转化为径向速度。由于液膜切向速度迅速转化为径向速度使得内、外液膜反向的动量转变为同向动量,从而造成利用角动量守恒来预测喷雾锥角的理论模型用于计算反向旋转的外混式喷嘴时存在较大误差。对于内、外液膜反向旋转的外混式喷嘴,由于液膜旋转方向对喷雾锥角的影响不大,可以按照同向旋转的公式进行计算。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 液液同轴离心式喷嘴 雾化 喷雾锥角

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液体火箭发动机气液同轴式喷嘴混合特性实验研究 被引量：6

5

作者 周进 胡小平 +1 位作者 黄玉辉 王振国 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 1997年第4期9-13,共5页

本文通过实验研究了液体火箭发动机气液同轴离心式喷嘴的混合特性。利用两相探针技术，测量了喷嘴下游喷雾流场中气液流强和混合比分布，考察了喷嘴缩进比和气液喷注压降等参数对混合特性的影响。结果表明，气液同轴离心式喷嘴的缩进比... 本文通过实验研究了液体火箭发动机气液同轴离心式喷嘴的混合特性。利用两相探针技术，测量了喷嘴下游喷雾流场中气液流强和混合比分布，考察了喷嘴缩进比和气液喷注压降等参数对混合特性的影响。结果表明，气液同轴离心式喷嘴的缩进比对喷嘴混合特性有较大影响，增大缩进比将导致更窄的气液流强分布和更均匀的混合，而改变气液喷注压降将导致不同的流强和混合比分布规律。 展开更多

关键词 气液同轴 喷嘴 混合特性 火箭发动机 液体推进剂

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同轴离心式喷注器火焰特性实验研究 被引量：6

6

作者 张蒙正 汪亮 +1 位作者 张志涛 杨国华 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期1-5,共5页

为了研究高压补燃循环液氧/煤油发动机燃烧室同轴离心式喷注器的火焰特性,分别用富氧空气和煤油蒸气以及空气和甲烷在大气环境下进行了喷注器的燃烧实验,前者采用红外热像仪测量了火焰温度场,后者采用激光诱导荧光技术测量了火焰中CO2... 为了研究高压补燃循环液氧/煤油发动机燃烧室同轴离心式喷注器的火焰特性,分别用富氧空气和煤油蒸气以及空气和甲烷在大气环境下进行了喷注器的燃烧实验,前者采用红外热像仪测量了火焰温度场,后者采用激光诱导荧光技术测量了火焰中CO2和OH的分子浓度分布.结果表明,该型喷注器的火焰形状和燃烧产物组分随氧化剂和燃料的混合比而变化;火焰稳定在喷注器出口处,剧烈的燃烧发生在火焰中心;平面激光诱导荧光技术用于燃烧过程研究,可以提供燃烧场组分分子浓度的信息. 展开更多

关键词 火焰特性 同轴离心式喷注器 火焰

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喷射压力对同轴旋转射流喷雾锥角影响的实验研究 被引量：6

7

作者 王尧 李国岫 +2 位作者 虞育松 丁佳伟 张涛 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期903-908,917,共7页

为了研究同轴旋转射流喷雾锥角的变化规律,设计了喷雾实验装置和同轴旋流喷注器。采用水和乙醇分别代替氧化剂和燃料,利用高速摄影系统对喷雾过程进行观测,分析不同喷射压力下喷雾锥角的变化规律。实验结果表明:内外两路同时喷雾时,喷... 为了研究同轴旋转射流喷雾锥角的变化规律,设计了喷雾实验装置和同轴旋流喷注器。采用水和乙醇分别代替氧化剂和燃料,利用高速摄影系统对喷雾过程进行观测,分析不同喷射压力下喷雾锥角的变化规律。实验结果表明:内外两路同时喷雾时,喷雾锥角随着外路喷射压力的增加而增大,锥角值从81.6°增加至102.3°;但内路喷射压力增加后,喷雾锥角反而减小,从102.5°降低到94.8°。这个变化规律与单路旋流喷嘴的情况有所不同。将实验结果与通过动量定理推导出的理论公式进行对比,发现喷射压力小于0.2MPa时,实验值与理论公式吻合较好;随着喷射压力的增加,喷孔内液体的湍动能对喷雾锥角的影响逐渐增加,导致实验值与理论公式的偏差逐渐增大,喷射压力增加至0.6MPa时,实验值比理论值大10°左右。实验还研究了内路出口缩进对喷雾锥角的影响,结果显示随内路出口缩进长度的增加,喷雾锥角呈现先减小后增大的变化趋势。 展开更多

关键词 双组元空间推进器 同轴旋流喷注器 喷雾锥角

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气液同轴式喷嘴缩进比对雾化细度影响的实验 被引量：3

8

作者 胡小平 周进 +1 位作者 黄玉辉 王振国 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期16-19,共4页

缩进比是液体火箭发动机气液同轴式喷嘴设计中一个重要参数。本文对缩进比对喷嘴雾化特性的影响进行了实验研究。结果表明；在不同工作参数下不同缩进比的喷嘴，其雾化特性有一定的差别。缩进比对雾化细度的影响不如其对雾化的流强和混... 缩进比是液体火箭发动机气液同轴式喷嘴设计中一个重要参数。本文对缩进比对喷嘴雾化特性的影响进行了实验研究。结果表明；在不同工作参数下不同缩进比的喷嘴，其雾化特性有一定的差别。缩进比对雾化细度的影响不如其对雾化的流强和混合比分布及噪声等的影响明显。在气侧压降较小时，缩进比过大过小都不利于雾化；而在气侧压降较大时，缩进比较大或较小都会对雾化有一定的改善。但当缩进比过大时，气液之间的相互作用会使得液体喷注压降明显地波动。 展开更多

关键词 气液同轴式 喷嘴 雾化 缩进化 火箭发动机

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气液同轴双离心式喷嘴喷雾特性 被引量：7

9

作者 康忠涛 李清廉 +1 位作者 张新桥 成鹏 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期50-57,共8页

采用流体体积方法分析涡流器离心式喷嘴内部流动过程,采用单反相机和相位多普勒测速仪测量离心式喷嘴、气液同轴双离心式喷嘴的喷雾特性。发现涡流器离心式喷嘴内部流动的总压损失主要发生在涡流器槽道入口、收敛段和等直段。等直段使... 采用流体体积方法分析涡流器离心式喷嘴内部流动过程,采用单反相机和相位多普勒测速仪测量离心式喷嘴、气液同轴双离心式喷嘴的喷雾特性。发现涡流器离心式喷嘴内部流动的总压损失主要发生在涡流器槽道入口、收敛段和等直段。等直段使液膜厚度减小,喷雾锥角减小。离心式喷嘴喷雾粒径分布范围沿径向逐渐增加,轴向速度分布范围沿径向先减小后逐渐增加。气液同轴双离心式喷嘴喷雾特性受气液比影响很大,气液比小时旋流空气使喷雾锥角增加,粒径分布范围减小;气液比大时,气体膨胀压缩喷雾,使大液滴能够到达喷雾中心,喷雾外侧为二次雾化成的细小液滴。 展开更多

关键词 气液同轴式喷嘴 双离心 喷雾特性

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气液同轴离心式喷嘴雾化特性实验研究 被引量：1

10

作者 王振国 周进 +1 位作者 鄢小清 吴晋湘 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期7-11,共5页

采用自行设计的两相喷雾实验设备和测量装置，通过ＭＦ激光散射测粒仪，对液氧液氢火箭发动机所用量气液同轴离心式喷嘴后方喷雾液滴的平均直径ＭＭＤ和液滴尺寸分布指数ｎ等雾化特性，进行了试验研究，测量了Ａ型喷嘴在不同气体和液体... 采用自行设计的两相喷雾实验设备和测量装置，通过ＭＦ激光散射测粒仪，对液氧液氢火箭发动机所用量气液同轴离心式喷嘴后方喷雾液滴的平均直径ＭＭＤ和液滴尺寸分布指数ｎ等雾化特性，进行了试验研究，测量了Ａ型喷嘴在不同气体和液体喷注压降、不同空间位置的喷雾特性。分析了气体喷注压降一定时液体喷注压降对雾化特性的影响规律，以及当液体喷注压降一定时气体喷注压降对雾化特性的影响规律，得出了一些有意义的结论。研完结果对气液同轴离心式喷嘴设计有一定的指导意义。 展开更多

关键词 喷嘴 火箭 发动机 雾化特性 气液同轴式喷嘴

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同轴离心式喷嘴两相喷雾浓度场理论计算模型

11

作者 王振国 鄢小清 刘卫东 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期38-42,共5页

提出了模拟两相喷雾流场的液滴湍流弥散过程的模型。该模型采用了轨道扩散模型的基本思想，把液雾尺寸分布按液滴直径分成有限尺寸组，每组液滴都追随各自的平均轨道。计算平均轨道时每组液滴就像一个液滴的行为。与随机轨道模型不同的... 提出了模拟两相喷雾流场的液滴湍流弥散过程的模型。该模型采用了轨道扩散模型的基本思想，把液雾尺寸分布按液滴直径分成有限尺寸组，每组液滴都追随各自的平均轨道。计算平均轨道时每组液滴就像一个液滴的行为。与随机轨道模型不同的是本模型考虑同一组内的液滴在流场中的湍流扩散，认为每一液滴尺寸组中的液滴以其平均轨道为中心有一个高斯分布。 展开更多

关键词 离心式 喷嘴 两相喷雾 浓度场 火箭 发动机

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气液比对液体中心式气液同轴离心喷嘴燃烧过程的影响 被引量：2

12

作者 康忠涛 李清廉 +1 位作者 邹建军 成鹏 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期52-60,共9页

为了分析气液比对液体中心式气液同轴离心喷嘴燃烧过程的影响,针对一台采用液体中心式气液同轴离心喷嘴的燃气发生器在不同气液比下进行热试,并对试验结果进行深入分析。结果表明:随着气液比的增加,燃烧过程存在三种状态——稳定燃烧、... 为了分析气液比对液体中心式气液同轴离心喷嘴燃烧过程的影响,针对一台采用液体中心式气液同轴离心喷嘴的燃气发生器在不同气液比下进行热试,并对试验结果进行深入分析。结果表明:随着气液比的增加,燃烧过程存在三种状态——稳定燃烧、稳定燃烧过渡到低频不稳定燃烧、低频不稳定燃烧。这种低频不稳定燃烧与供应系统的振荡无关,是由气液比增加造成三岔火焰远离喷注面板,当三岔火焰到达喷雾撞击点后火焰稳定性降低,使得火焰在回流区内前后振荡引起的。 展开更多

关键词 同轴离心喷嘴 气液比 燃烧不稳定

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液体中心式气液同轴离心式喷嘴火焰振荡特性 被引量：4

13

作者 白晓 李清廉 +1 位作者 成鹏 曹鹏进 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1593-1605,F0002,共14页

气液同轴离心式喷嘴在特定的结构和工况下极易发生自激振荡,为了探究自激振荡对燃烧过程的影响,针对液体中心式气液同轴离心式喷嘴,开展了氧气和酒精的可视化燃烧试验研究。基于非接触光学观测方法同步获得了喷雾与火焰的动态结构,研究... 气液同轴离心式喷嘴在特定的结构和工况下极易发生自激振荡,为了探究自激振荡对燃烧过程的影响,针对液体中心式气液同轴离心式喷嘴,开展了氧气和酒精的可视化燃烧试验研究。基于非接触光学观测方法同步获得了喷雾与火焰的动态结构,研究了缩进长度及喷注工况对火焰的动态特性、自激振荡特性以及燃烧效率的影响。研究发现,随着喷嘴缩进长度的增加,火焰从稳态转变为自激振荡状态。稳态燃烧时,火焰具有明显的锥形分布特征,火焰主要分布于锥形液膜表面、喷嘴出口回流区以及喷雾与燃烧室壁面的撞击区域。对于振荡火焰,当缩进长度较小时,火焰附着于喷注面板上且主要发生径向振荡;而当缩进长度增大到一定程度后,火焰周期性地附着并远离喷注面板且由纵向振荡主导。火焰振荡模式的转变是由自激振荡喷雾结构的变化引起的。基于已建立的理论分析模型,深入分析了火焰自激振荡与缩进室内部流动模态的关系。火焰振荡与喷雾自激振荡强弱同步,且当缩进室内部流动处于临界流动状态时最强。此外,研究发现,稳态燃烧时的燃烧效率大于振荡燃烧状态下的燃烧效率,喷嘴缩进可适当提高燃烧效率。 展开更多

关键词 火焰振荡 自激振荡 缩进 流动模态 液体中心式气液同轴离心式喷嘴

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液液同轴离心式喷嘴喷雾过程研究进展 被引量：7

14

作者 盛立勇 李清廉 +2 位作者 白晓 康忠涛 成鹏 《火箭推进》 CAS 2020年第3期1-10,共10页

内部流动主要研究了流量系数、液膜厚度和气核半径,分析了内部流场,少量研究涉及内外喷嘴液膜互击、液膜表面波振幅和频率等方面。液液喷嘴外部液膜流动及喷雾特性的研究开展较多,观测了不同工况、结构参数下内外液膜流动形态,少数学者... 内部流动主要研究了流量系数、液膜厚度和气核半径,分析了内部流场,少量研究涉及内外喷嘴液膜互击、液膜表面波振幅和频率等方面。液液喷嘴外部液膜流动及喷雾特性的研究开展较多,观测了不同工况、结构参数下内外液膜流动形态,少数学者使用理论方法分析了液膜破碎机理。对喷雾特性的研究主要是获得了喷雾锥角、破碎长度、液膜振荡频率等的变化规律,并进一步研究了SMD、液滴速度、混合特性等的变化规律。 展开更多

关键词 液液同轴离心式喷嘴 内部流动 喷雾特性 雾化

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气液同轴离心式喷嘴非定常喷雾燃烧过程研究进展 被引量：1

15

作者 白晓 曹鹏进 +1 位作者 李清廉 成鹏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期10-32,共23页

由于气液的相互作用可显著提高喷嘴的雾化性能,气液同轴离心式喷嘴被广泛应用于实际的双组元液体火箭发动机型号中。喷嘴负责推进剂的喷注及雾化过程,其工作过程极大地影响着燃料的蒸发、混合及燃烧过程。本文从喷嘴内部的非定常流动过... 由于气液的相互作用可显著提高喷嘴的雾化性能,气液同轴离心式喷嘴被广泛应用于实际的双组元液体火箭发动机型号中。喷嘴负责推进剂的喷注及雾化过程,其工作过程极大地影响着燃料的蒸发、混合及燃烧过程。本文从喷嘴内部的非定常流动过程、动态雾化过程、破碎雾化机理以及喷雾燃烧过程这几个方面对气液同轴离心式喷嘴的非定常喷雾燃烧过程进行了综述,对研究现状以及下一步的研究方向进行了简单的分析。总体看来,气液同轴离心式喷嘴缩进室内部的非定常流动过程研究较为匮乏,对液膜破碎雾化过程及雾化特性对外部扰动的响应认识不足,自激振荡产生机理还没有形成统一的认识,锥形液膜在气体作用下的雾化机理研究非常欠缺,不稳定燃烧机理还需深入探究。 展开更多

关键词 综述 液体火箭发动机 气液同轴离心式喷嘴 内部流动 破碎雾化 喷雾燃烧

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液液同轴离心式喷嘴动态特性理论研究 被引量：2

16

作者 张丁为 富庆飞 杨立军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期217-225,共9页

为了研究液液同轴离心喷嘴的动态特性,通过理论方法建立了同轴喷嘴中内喷嘴、外喷嘴的传递函数。其中内喷嘴传递函数参考了Bazarov的喷嘴动力学理论。基于非定常伯努利方程,结合压降振荡条件下喷嘴内液体不同速度分量变化量之间关系的分... 为了研究液液同轴离心喷嘴的动态特性,通过理论方法建立了同轴喷嘴中内喷嘴、外喷嘴的传递函数。其中内喷嘴传递函数参考了Bazarov的喷嘴动力学理论。基于非定常伯努利方程,结合压降振荡条件下喷嘴内液体不同速度分量变化量之间关系的分析,推导了外喷嘴的传递函数。通过将内外喷嘴独立的传递函数相结合,获得了同轴喷嘴总流量振荡以及氧燃比振荡的幅频特性。对一具体同轴喷嘴进行了计算,结果表明,内喷嘴在计算频率范围内会出现敏感频率点。在压降振荡同相位情况下,高频时内外喷嘴之间流量振荡相位差较大。通过仅改变内喷嘴或外喷嘴切向孔的数目,对氧燃比1.65,富燃及富氧三种同轴喷嘴整体动态特性进行了分析。三种同轴喷嘴的计算结果中均发现了新的敏感频率点。 展开更多

关键词 液液同轴离心式喷嘴 喷嘴动力学 传递函数 非定常伯努利方程 理论分析

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气液同轴双离心式喷嘴宏观雾化特性实验研究 被引量：2

17

作者 张涛 王福顺 +4 位作者 况付毫 李润东 贺业光 官吏男 李维仲 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期157-168,共12页

为掌握燃气轮机燃烧室喷嘴的雾化规律并优化其雾化效果,本文以液态水为工质,对新型气液同轴双离心式喷嘴雾化特性展开实验研究。利用粒子图像测速法研究了改变气、液进口压力对雾化液滴速度场、雾化锥角和液膜破碎长度的影响,通过分析... 为掌握燃气轮机燃烧室喷嘴的雾化规律并优化其雾化效果,本文以液态水为工质,对新型气液同轴双离心式喷嘴雾化特性展开实验研究。利用粒子图像测速法研究了改变气、液进口压力对雾化液滴速度场、雾化锥角和液膜破碎长度的影响,通过分析雾化图像对喷嘴的雾化机制进行探究。结果表明,液体进口压力不变时,气体进口压力增加可使雾化状态由空心锥状向实心锥状过渡,同时液膜破碎依次经历了表面波主导破碎、波动雾化破碎以及气动雾化破碎三种模式。液体进口压力为0.7MPa时,气体进口压力增大,雾化模式由表面波破碎向波动雾化破碎过渡,雾化液锥收缩,液膜受气动力作用向下游展开,液膜破碎长度呈先增大后减小的规律。雾化处于气动雾化破碎模式时,雾化锥角逐渐稳定。对喷嘴下游40mm处液滴速度值分析表明,随着液压增大,有/无气旋对雾化液滴速度增幅稳定在8%。 展开更多

关键词 气液同轴双离心式喷嘴 粒子图像测速法 液膜破碎长度 雾化锥角 液滴速度场

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液体中心式同轴离心喷嘴液膜破碎特性仿真研究 被引量：4

18

作者 楚威 李修乾 +3 位作者 仝毅恒 聂万胜 姜传金 任永杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1522-1533,共12页

为了实现对不同工况下液体中心式同轴离心喷嘴液膜破碎特性的数值模拟研究,采用网格自适应加密技术、耦合的Level-set和Volume of Fluid (CLSVOF)方法对气液界面进行捕捉,利用改进延迟分离涡模拟(IDDES)方法模拟湍流。分析了液膜的破碎... 为了实现对不同工况下液体中心式同轴离心喷嘴液膜破碎特性的数值模拟研究,采用网格自适应加密技术、耦合的Level-set和Volume of Fluid (CLSVOF)方法对气液界面进行捕捉,利用改进延迟分离涡模拟(IDDES)方法模拟湍流。分析了液膜的破碎模式、喷雾锥角、破碎长度以及流场特性。通过观察分析得到:随着气液相互作用的增强,液膜破碎模式依次经历主导表面波发展导致的液膜破碎、Rayleigh-Taylor (R-T)和Kelvin-Helmholtz (K-H)不稳定性引起的液膜破碎,以及气动破碎模式。随着气液动量通量比(Momentum Flux Ratio,MFR)的增大,喷雾锥角和破碎长度逐渐减小且呈渐进趋势,发现无量纲喷雾锥角和破碎长度均与MFR-A成正比例关系。相同液膜破碎模式而不同工况时,主要流场特征一致。 展开更多

关键词 液体中心式同轴离心喷嘴 改进延迟分离涡模拟 CLSVOF方法 破碎模式 动量通量比

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同轴离心式喷嘴燃烧稳定性裕度评估 被引量：3

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作者 杨尚荣 周晨初 王牧昕 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期218-224,共7页

为评估同轴离心式喷嘴燃烧稳定性裕度,开展了两种不同缩进长度喷嘴的稳定性试验研究。试验中燃料流量不变,逐步增加氧化剂流量,两种喷嘴在相同的混合比(2.28)发生振荡燃烧,均对应燃烧器第二阶纵向声模态频率。喷嘴A(缩进长度8.5mm)和喷... 为评估同轴离心式喷嘴燃烧稳定性裕度,开展了两种不同缩进长度喷嘴的稳定性试验研究。试验中燃料流量不变,逐步增加氧化剂流量,两种喷嘴在相同的混合比(2.28)发生振荡燃烧,均对应燃烧器第二阶纵向声模态频率。喷嘴A(缩进长度8.5mm)和喷嘴B(缩进长度12.5mm)最高振荡幅值对应的混合比分别为2.28和2.81。基于二阶非线性耦合振子模型,利用喷嘴稳定燃烧阶段的压力数据,分别从频域和时域识别系统衰减系数,发现两种方法得到的衰减系数在数量上一致,验证了两种分析方法的等价性。喷嘴A在不稳定发生前衰减系数突然增大,喷嘴B衰减系数呈递减趋势,不稳定发生时降到0.03以下,说明衰减系数可以评估喷嘴的稳定性裕度,但需要考虑噪声相干共振等非线性现象的影响。 展开更多

关键词 同轴离心式喷嘴 缩进长度 振荡燃烧 稳定性裕度 衰减系数

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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：6

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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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