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喷雾液滴与涂层壁面作用的机理性试验及其影响研究
被引量：
4
1
作者
张榛
虞育松
+3 位作者
侯凌云
符鹏飞
毛晓芳
汪凤山
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第7期1560-1567,共8页
为了研究双组元离心式发动机的喷雾液滴在撞击燃烧室涂层壁面后的发展行为,及其对发动机燃烧和传热的影响,进行了液滴与真实的涂层试样的机理性试验。通过试验,使用高速摄影装置观察了液滴在不同温度和入射韦伯数We的条件下撞击涂层试...
为了研究双组元离心式发动机的喷雾液滴在撞击燃烧室涂层壁面后的发展行为,及其对发动机燃烧和传热的影响,进行了液滴与真实的涂层试样的机理性试验。通过试验,使用高速摄影装置观察了液滴在不同温度和入射韦伯数We的条件下撞击涂层试样后的情况,包括撞击后粘附、铺展、破碎、飞溅、悬浮和反弹多种行为模式下的速度、粒径和角度,证明了涂层表面状态的差异性对于液滴撞壁行为有显著影响。根据试验结果,分别建立了两种涂层基于壁温与入射韦伯数We的液滴撞壁机制和数学模型,并结合化学反应动力学模型进行了燃烧传热分析,通过与OA模型仿真结果和真实发动机热试车测试数据的对比,验证了该模型具有更高的准确性。
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关键词
双组元发动机
涂层壁面
雾化液滴
撞壁试验
机制划分
建模
在线阅读
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职称材料
双组元25N推力器脉冲工作模式下的传热特性分析及改进
被引量：
2
2
作者
张榛
汪凤山
+3 位作者
蔡坤
毛晓芳
杨尚锋
虞育松
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期92-100,共9页
在离心式双组元25N推力器的脉冲工况温度稳定性试验中,有16%的工况均发生了推力器稳态温度跃迁导致的喷注器头部高温过热的问题。本研究针对该问题开展了深入的机理分析,并通过优化推力器局部传热特性以消除其对于特殊脉冲工况的应用限...
在离心式双组元25N推力器的脉冲工况温度稳定性试验中,有16%的工况均发生了推力器稳态温度跃迁导致的喷注器头部高温过热的问题。本研究针对该问题开展了深入的机理分析,并通过优化推力器局部传热特性以消除其对于特殊脉冲工况的应用限制和风险。通过液滴撞壁试验,分析了不同条件下推进剂液膜发展的规律和机理:一旦壁面温度达到了莱登弗斯特温度以后,液滴与壁面的换热能力将大幅下降,严重影响液膜冷却的效率。通过Amesim软件进行的传热仿真进一步表明,一旦因为热回浸现象导致雾化液滴与涂层壁面的作用机制发生变化,进而影响冷却液膜的形成,就会使推力器的温度分布从正常的第一稳态进入无液膜的第二高温稳态。仿真结果基本复现了热稳定性试验中出现的故障模式。针对该故障机理改进了喷注器的结构导热性,将喷注器的花篮连接结构的导热面积增加了1.5倍,可以有效分担液膜的热流负担,抑制液膜进入莱登弗斯特态,使得推力器的脉冲工作可靠性大幅提高,令温度稳定性试验的通过率提升至100%。
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关键词
双组元25N推力器
传热
液膜
热稳定性
结构导热性
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职称材料
题名
喷雾液滴与涂层壁面作用的机理性试验及其影响研究
被引量：
4
1
作者
张榛
虞育松
侯凌云
符鹏飞
毛晓芳
汪凤山
机构
北京控制
工程
研究所
北京市高效能及绿色宇航推进
工程
技术
研究
中心
爱丁堡大学工程学院多尺度热流体研究所
北京交通
大学
机械与电子控制
工程
学院
清华
大学
航天航空
学院
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第7期1560-1567,共8页
基金
十二五装备预先研究项目(513200602)
国家留学基金委资助(201804980052)
文摘
为了研究双组元离心式发动机的喷雾液滴在撞击燃烧室涂层壁面后的发展行为,及其对发动机燃烧和传热的影响,进行了液滴与真实的涂层试样的机理性试验。通过试验,使用高速摄影装置观察了液滴在不同温度和入射韦伯数We的条件下撞击涂层试样后的情况,包括撞击后粘附、铺展、破碎、飞溅、悬浮和反弹多种行为模式下的速度、粒径和角度,证明了涂层表面状态的差异性对于液滴撞壁行为有显著影响。根据试验结果,分别建立了两种涂层基于壁温与入射韦伯数We的液滴撞壁机制和数学模型,并结合化学反应动力学模型进行了燃烧传热分析,通过与OA模型仿真结果和真实发动机热试车测试数据的对比,验证了该模型具有更高的准确性。
关键词
双组元发动机
涂层壁面
雾化液滴
撞壁试验
机制划分
建模
Keywords
Bipropellant engine
Coating wall
Atomizing droplets
Impact experiment
Mechanism division
Modeling
分类号
V430 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
双组元25N推力器脉冲工作模式下的传热特性分析及改进
被引量：
2
2
作者
张榛
汪凤山
蔡坤
毛晓芳
杨尚锋
虞育松
机构
北京控制
工程
研究所
北京市高效能及绿色宇航推进
工程
技术
研究
中心
爱丁堡大学工程学院多尺度热流体研究所
北京交通
大学
新能源汽车动力总成技术北京市重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期92-100,共9页
基金
十二五装备预先研究项目(513200602)
国家留学基金委资助(201804980052)
文摘
在离心式双组元25N推力器的脉冲工况温度稳定性试验中,有16%的工况均发生了推力器稳态温度跃迁导致的喷注器头部高温过热的问题。本研究针对该问题开展了深入的机理分析,并通过优化推力器局部传热特性以消除其对于特殊脉冲工况的应用限制和风险。通过液滴撞壁试验,分析了不同条件下推进剂液膜发展的规律和机理:一旦壁面温度达到了莱登弗斯特温度以后,液滴与壁面的换热能力将大幅下降,严重影响液膜冷却的效率。通过Amesim软件进行的传热仿真进一步表明,一旦因为热回浸现象导致雾化液滴与涂层壁面的作用机制发生变化,进而影响冷却液膜的形成,就会使推力器的温度分布从正常的第一稳态进入无液膜的第二高温稳态。仿真结果基本复现了热稳定性试验中出现的故障模式。针对该故障机理改进了喷注器的结构导热性,将喷注器的花篮连接结构的导热面积增加了1.5倍,可以有效分担液膜的热流负担,抑制液膜进入莱登弗斯特态,使得推力器的脉冲工作可靠性大幅提高,令温度稳定性试验的通过率提升至100%。
关键词
双组元25N推力器
传热
液膜
热稳定性
结构导热性
Keywords
Bipropellant 25N thruster
Heat transfer
Liquid film
Thermal stability
Structural thermal conductivity
分类号
V430 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
喷雾液滴与涂层壁面作用的机理性试验及其影响研究
张榛
虞育松
侯凌云
符鹏飞
毛晓芳
汪凤山
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
双组元25N推力器脉冲工作模式下的传热特性分析及改进
张榛
汪凤山
蔡坤
毛晓芳
杨尚锋
虞育松
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
2
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