液氧-甲烷針?biāo)ㄊ絿娮⑵黛F化及燃燒特性研究.pdf

1、液氧/甲烷針?biāo)ㄊ阶兺屏Πl(fā)動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、無毒、高比沖、燃燒穩(wěn)定和推力調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)點，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文通過理論分析、試驗研究以及數(shù)值仿真等方法研究了針?biāo)ㄊ絿娮⑵麇F形液膜破碎過程、霧化特性以及燃燒性能，并且分析了噴注器結(jié)構(gòu)參數(shù)對其影響規(guī)律，為變推力發(fā)動機(jī)的設(shè)計提供參考。
　　首先，分析得到了針?biāo)ㄊ絿娮⑵髟O(shè)計的基本準(zhǔn)則。通過理論分析，得到了不同推進(jìn)劑噴注通道形式下推進(jìn)劑的流量調(diào)節(jié)特性，表明理論上針?biāo)ㄊ絿娮⑵髂軌驅(qū)崿F(xiàn)任意形式的

2、推進(jìn)劑流量變化曲線。
　　其次，研究了針?biāo)ㄊ絿娮⑵麇F形液膜一次破碎過程。分析了針?biāo)ㄊ絿娮⑵髋c離心式噴嘴錐形液膜的異同。建立了無旋錐形液膜線性不穩(wěn)定理論模型，求解色散方程，分析了噴注壓降等參數(shù)對錐形液膜破碎過程的影響規(guī)律，并與試驗結(jié)果對比，得到了C參數(shù)經(jīng)驗關(guān)系式、?0?ln?b?值以及破碎長度、破碎時間和擾動波波長隨噴注器結(jié)構(gòu)參數(shù)變化規(guī)律。結(jié)果表明無旋錐形液膜破碎模型可用于針?biāo)ㄊ絿娮⑵饕耗て扑檫^程定性分析。
　　然后，使用馬爾

3、文測量儀和高速攝影等試驗手段，研究了針?biāo)ㄊ絿娮⑵鞣€(wěn)態(tài)噴霧特性。分析了SMD、液滴分布均勻度指數(shù)以及霧化錐角等參數(shù)隨氣液流量比比和狹縫寬度的變化規(guī)律。試驗表明，由于氣動力的作用，當(dāng)氣液流量比大于0.206時，霧化邊界可分為兩段：上面段為收縮段，下面段為等直徑段。
　　最后，對針?biāo)ㄊ桨l(fā)動機(jī)進(jìn)行數(shù)值仿真，研究了噴注器以及燃燒室的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對發(fā)動機(jī)流場結(jié)構(gòu)及燃燒性能的影響規(guī)律。針?biāo)ㄊ桨l(fā)動機(jī)中存在兩個回流區(qū)，提高了發(fā)動機(jī)燃燒穩(wěn)定性及燃燒效