反压环境下喷注器雾化特性实验研究

1144766066 · 发表于 2022-4-24 12:39:42

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雅宝题库解析：
液体火箭发动机推进剂的雾化是在燃烧室内高压环境下进行的。因此，为了更接近于喷注器工作的真实状态，开展具有一定反压条件下的喷注器雾化特性研究，对液体火箭发动机喷雾燃烧机理的认识具有重要意义。本文自行设计并搭建了能提供反压条件的喷注器雾化特性实验系统，最高设计反压为3MPa，反压波动范围为±5%，具有带气体吹扫功能的三方向光学观察窗口。结果表明，所设计的反压系统完全能够满足本文实验需求，同时也可为其他气、液多组元喷注器提供实验条件。利用所研制的反压实验系统进行了离心式和撞击式喷嘴的雾化特性研究，以水和凝胶模拟液为雾化工质，并利用高速摄影仪对喷雾场进行了动态摄影，对实验结果进行了分析。研究结果表明，反压增大时，离心喷嘴的喷雾锥角会减小；撞击喷嘴液膜表面扰动波的波长也会减小，且两者的破碎长度均会减小；而两种喷嘴的流量均几乎不变。此外，为了从理论上分析反压对流体雾化破裂过程的影响，采用线性稳定性分析方法对黏弹性液膜和射流的雾化破碎机理进行了研究，提出了用三参数流变模型代替牛顿流体黏性的分析思路，得到了扰动波最大增长率与波数的理论关系。通过理论分析发现，环境气体密度（反压增大）和流体速度增大会促进黏弹性液膜和射流的破碎，而零剪切速率黏度和表面张力增大则会阻碍其破碎。

反压环境下喷注器雾化特性实验研究

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