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针栓喷注器分布特性的试验研究: 针栓喷注器具有结构简单、内在的燃烧稳定性和深度调节能力的优点,有望在液体火箭发动机领域得到广泛应用。但对于针栓喷注器的分布特性的研究还比较缺乏,对针栓喷雾的基本形态还没有公认的描述。本文通过开展冷试试验,综合运用高速摄影...; 陈慧源李清廉成鹏; 文献传递

液气式针栓喷注单元喷雾场结构试验研究被引量：1: 2022年; 径向孔型针栓喷注器相对于径向缝型针栓喷注器具有更复杂的喷雾场。为了研究径向孔型针栓喷注器的喷雾场结构,将径向孔型针栓喷注器简化为单个气体射流与液膜碰撞的针栓喷注单元,采用了背景光成像系统结合激光相位多普勒技术(PDA),以水和空气为模拟介质,对液气式针栓喷注单元的喷雾场进行了试验研究。试验结果表明,液气式针栓喷注单元喷雾的三维结构呈现“喇叭”状。根据喷雾的形成过程及液滴的分布,液气式针栓喷注单元喷雾可以划分为4个区域:碰撞区、液滴区、液雾区及液丝区。液气式针栓喷注单元喷雾的分布范围可由内边界角、外边界角、中线角及散布角表示,均随局部动量比的增大而增大。液滴区的粒子主要由碰撞过程产生,SMD较大;液雾区的粒子经碰撞过程产生后,在气动力作用下进一步雾化,SMD小。由于液雾区的速度和粒径同时受到气动力作用的影响,粒径分布与速度分布在空间上呈现负相关趋势。; 张彬成鹏陈慧源李清廉; 关键词：粒径分布

离心式喷嘴充填过程内部流动特性仿真被引量：9: 2018年; 基于两相界面追踪方法 VOF(volume of fluid)模拟了离心式喷嘴充填过程中的内部流动特性。研究了气液界面随时间的变化过程,发现了充填过程中气核收缩和旋转液膜的现象;通过提取气相体积分数等值线的方法计算了充填过程中喷嘴出口液膜厚度和喷雾锥角的变化。结果发现:液膜厚度随出口流量的增大而增大,出口喷雾锥角随出口流量的增大而减小;描述了喷嘴旋流室内的回流现象,分析了充填完成后的压力场和速度场分布,发现在压降和气液作用的共同影响下,中心气核轴向速度沿轴向先增后减。; 陈慧源康忠涛成鹏李清廉; 关键词：充填过程离心式喷嘴数值仿真

液体横向射流在气膜作用下的破碎过程被引量：11: 2021年; 为了研究液体横向射流在气膜作用下的破碎过程,采用背景光成像技术及VOF TO DPM方法进行了实验研究和仿真研究,模拟介质为水和空气.研究结果表明,液体射流在气膜作用下主要存在两种破碎过程:柱状破碎和表面破碎.Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定性产生的表面波是液体射流发生柱状破碎的主要原因,气流穿透表面波的波谷导致射流柱破碎,破碎后的液丝沿流向逐渐发展呈带状分布.Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性产生的表面波是液体射流发生表面破碎的主要原因,液丝和液滴从射流表面剥离.局部动量比对液体横向射流的破碎过程具有重要影响,当局部动量比较低时,液体射流的破碎由K-H不稳定性主导;随着局部动量比的增大液体射流的破碎逐渐由R-T不稳定性主导.液体射流的破碎长度及穿透深度均随局部动量比的增大而增大.; 张彬成鹏李清廉陈慧源李晨阳; 关键词：液体射流表面波气膜

切向孔单/双排布局对离心式喷嘴锥形液膜雾化特性影响被引量：5: 2016年; 为了研究切向孔单/双排布局对离心式喷嘴雾化性能的影响,采用高速摄影仪对两种结构喷嘴形成的锥形液膜进行了拍摄分析,测量了不同压降下液膜的破碎长度、喷雾锥角、出口轴向速度以及表面波破碎点波长等雾化性能参数,并使用这些性能参数作为初始条件,求解了锥形液膜色散方程。结果表明：双排切向孔布局使得液膜雾化性能变差,体现为相同压降下喷雾锥角减小1°~2°,破碎长度增大,增大幅度最大达8.2%;色散方程求得的破碎点波长理论值与试验值吻合较好,验证了所用液膜破碎模型的有效性;单排切向孔喷嘴形成液膜的主导扰动波增长率大于双排切向孔喷嘴的主导波增长率,从直观上解释了单排切向孔喷嘴破碎长度小于双排切向孔喷嘴的原因。; 张新桥沈赤兵李清廉康忠涛陈慧源; 关键词：雾化色散方程

线性可调音速喷嘴工作特性仿真被引量：3: 2015年; 为了满足组合发动机模态转换的要求,连续稳定调节推进剂流量十分关键。为此,针对气体推进剂,在常规音速喷嘴的基础上设计了一种可调音速喷嘴。通过塞锥改变音速喷嘴的节流面积,进而实现流量的连续调节。采用两次包络线方法设计塞锥型面,使得可调音速喷嘴具有线性的流量特性。采用计算流体动力学数值仿真研究可调音速喷嘴的工作特性。仿真结果表明反压小于临界反压时,可调音速喷嘴流量不受反压影响。可调音速喷嘴保持临界状态的临界反压比随流量的减小呈增大的趋势。线性可调音速喷嘴的流量与塞锥位置有较好的线性关系,其流量系数高且几乎不受塞锥位置的影响。; 成鹏李清廉张新桥康忠涛陈慧源; 关键词：流量调节

针栓喷注器径向孔形状对喷雾特性影响实验研究被引量：2: 2022年; 径向孔型针栓喷注器是目前所用的针栓喷注器中广泛应用的构型,径向孔的构型直接影响其喷雾特性,包括空间分布特性和雾化性能。在保持总流通面积和阻塞比(BF)一致的前提下,设计加工了4种结构的径向孔型液液针栓喷注器,并通过冷试试验具体研究了径向孔的几何形状及高宽比对喷雾形态、喷雾锥角、喷雾浓度分布特性和雾化性能的影响。采用背景光成像方法观测喷雾的基本形态并计算喷雾锥角,通过相位多普勒技术(PDA)测量喷雾场的分布特性并分析SMD的分布规律。结果表明,圆孔喷注器相比于矩形孔喷注器具有更大的喷雾径向分布范围,且矩形孔的高宽比越高,喷雾锥角越小,喷孔形状对喷雾锥角的影响与射流和液膜的局部相互作用有关。喷孔形状同样影响到喷雾浓度的分布特性。随着高宽比的增加,喷孔数目增多,相邻喷雾单元间的相互作用增强,喷雾上游空心区范围逐渐缩小直至消失。从雾化性能来看,喷孔几何形状的变化对雾化SMD影响较小,但高宽比的增加使喷雾场中SMD的分布更加均匀,有利于雾化性能的提高。; 陈慧源李清廉成鹏张彬; 关键词：喷雾特性喷雾锥角

动量比及其调节方式对针栓喷注器喷雾特性的影响被引量：9: 2019年; 对不同动量比下针栓喷注器的喷雾特性开展了试验研究.以水为模拟介质,分别通过增大氧化剂流量与减小燃料流量,在0.16-0.99范围内增大局部动量比,其中前者对应的总动量更高.通过高速摄影结合激光相位多普勒技术(PDA)研究了不同工况下的喷雾边界、粒径分布及速度场.结果表明,工况变化直接影响喷雾形态,并进一步影响其他喷雾特性.对于同一局部动量比,喷雾锥角一致,但高总动量对应的喷雾下游范围更大.随着外喷嘴流量增加,喷雾上游出现空心区,且其范围随局部动量比增大而增大. Sauter平均直径(SMD)随局部动量比增加而增大,变化范围则随总动量增高而扩大.有空心区的喷雾SMD沿径向呈N形变化趋势,喷雾外缘粒径最大;实心喷雾SMD沿径向略有下降.喷雾合速度取决于总动量,合速度、轴向速度、径向速度均沿径向呈倒V形变化,但轴向速度以下降趋势为主,径向速度增加后缓慢减小或直接趋平.局部动量比越高,径向速度越高,轴向速度越低.此外,空心区下方喷雾速度场由液膜主导.; 陈慧源李清廉成鹏林文浩李晨阳

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陈慧源

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