喷嘴距及混合室喉部长度对喷射器性能综合影响研究

在实际环境条件下,采用变几何喷射器是提高喷射器性能的重要途径。基于喷嘴距可调式的喷射器实验测试平台,采用实验和数值分析相结合的方法,研究不同无量纲混合室喉部长度下,无量纲喷嘴距对喷射器的性能及不可逆性影响。结果表明:在测试范围内,喷射器的临界喷射系数随着喷嘴距的增加先增加后减小,当达到最佳无量纲喷嘴距5.83时,临界喷射系数达到最大值0.45,合理的喷嘴距应避免激波链出现在混合室收缩段;喷射器的临界冷凝压力随喷嘴距的增加逐渐下降,当无量纲混合室喉部长度为4时,其临界冷凝压力下降7.36%,下降速度最慢,原因是较大的射流冲量提高了扩压室的压力恢复能力,使流体动能衰减速度有所减缓;当无量纲混合室喉部长度为4,无量纲喷嘴距为5.83时,热力学完善度达到最大值0.21;由喷嘴距引起的喷射器熵产主要来源于两股入口流在混合室收敛段的混合和第二冲击波向扩压室出口的移动,提高扩压室的压力恢复能力能有效避免熵产的急剧增加。研究结果对喷射器的结构及综合性能进行多目标优化,以减小喷射器不可逆性提供重要参考。