【摘 要】
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液液同轴离心式喷嘴在液体火箭发动机中应用广泛。对于该喷嘴的稳态喷雾特性研究比较充分,但对于振荡特性研究比较欠缺。本文采用试验和数值模拟相结合的方法,研究了液液同轴离心式喷嘴及其外喷嘴的振荡特性。采用试验方法研究了液液同轴离心式喷嘴及其外喷嘴的喷雾振荡现象及特性。振荡发生时,喷雾形态会出现周期性振荡,液膜在向下游发展的过程中表面波振幅逐渐增大,喷雾存在明显的振荡主频。振荡频率随着外喷嘴韦伯数的增加而
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液液同轴离心式喷嘴在液体火箭发动机中应用广泛。对于该喷嘴的稳态喷雾特性研究比较充分,但对于振荡特性研究比较欠缺。本文采用试验和数值模拟相结合的方法,研究了液液同轴离心式喷嘴及其外喷嘴的振荡特性。采用试验方法研究了液液同轴离心式喷嘴及其外喷嘴的喷雾振荡现象及特性。振荡发生时,喷雾形态会出现周期性振荡,液膜在向下游发展的过程中表面波振幅逐渐增大,喷雾存在明显的振荡主频。振荡频率随着外喷嘴韦伯数的增加而增加,若外喷嘴韦伯数不变,振荡频率基本不变。开展了文氏管和几个关键结构参数对振荡特性的影响规律研究。发现文氏管和喷嘴共同作用导致喷雾振荡,文氏管的汽蚀是振荡的激励源。内混流动下液膜撞击产生撞击波,影响了液膜的稳定性,导致振荡频率更高;外喷嘴出口倒圆使出口液膜变薄,也会导致振荡频率升高;大长径比时液膜在等直段内的流动逐渐稳定,可以削弱喷雾振荡;喷嘴切向孔面积越大,振荡频率越低。基于数值模拟方法研究了液液同轴离心式喷嘴及其外喷嘴的内部流动特性。分析了喷嘴内部液膜形成过程、内部流场结构及气核振荡现象。发现离心式喷嘴内部气核呈对称的周期性缩放形式。
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