气液喷注器数值仿真和试验研究

1144766066 · 发表于 2022-4-10 17:57:23

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雅宝题库解析：
未来液体火箭发动机要求大推力、高可靠、可重复使用以及低成本，全流量补燃循环发动机是液体火箭发动机一个新的发展方向。气液喷注器广泛应用于液体火箭发动机中，当前对同轴气液喷注器设计参数的系统仿真和试验研究文献较少。本文对同轴气液喷注器的研究内容和方法进行了综述，选择合适的喷注器结构型式，总结设计流程，选取氧压降、速度比、氧喷嘴壁厚和扩口、缩进、撞击结构作为考察参数，设计出不同工况的气液喷注器。数值仿真采用基于雷诺平均N-S方程的粘性模型，湍流模型使用标准模型，化学动力学模型为6组分9步反应的氢氧燃烧机理，化学反应与湍流之间的相互作用采用EDC模型考虑，使用商业软件Fluent进行数值计算。热试试验在北航全流量试验台进行，通过采集各测点的压力和温度，分析各个参数对气液燃烧性能和发动机热载的影响，对比仿真和试验的结果，得到如下结论。增大氧压降有利于改善气液燃烧性能，同时增加发动机热载。低氧压降试验发动机出现低频不稳定燃烧，提高压降可抑制不稳定燃烧。增大速度比一定程度上改善气液燃烧性能，过大的速度比导致燃烧室热损失增大，同时增加发动机热载。壁厚对气液燃烧和发动机热载影响不大。扩口、缩进和撞击结构在喷注器出口有利于改善气液燃烧性能，试验时扩口工况出现低频不稳定燃烧，发动机热载相应略有增加。

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