对撞式喷嘴在大气环境中喷雾实验与数值模拟

为了研究对撞式喷嘴在大气环境中的喷雾特性,设计了对撞式喷嘴喷雾实验装置。采用相位多普勒粒子动态分析仪(PDA),测量了不同工况下含能液体模拟工质雾化场液滴的特征参数,获得了不同喷射压力下液滴索特尔平均直径D_(32)的分布规律以及喷雾场液滴轴向速度v_z沿轴向和径向的分布规律。在实验基础上,建立喷雾场二维非稳态简化模型,气相采用k-ε湍流模型,液滴破碎采用泰勒类比破碎模型。结果表明:喷雾场从起始到统计稳定的发展过程约需15 ms,液滴索特尔平均直径D_(32)的分布规律、轴向速度的计算值与实验结果基本吻合。

HAN基液体推进剂喷雾场液滴尺寸分布的简化模型

为了建立HAN基液体推进剂喷雾场液滴尺寸分布的简化模型,基于最大熵原理,在质量守恒与概率和为定值的约束条件下,用拉格朗日因子法则推导了液滴尺寸分布函数,将该函数应用于HAN基液体推进剂模拟工质喷雾场液滴尺寸的预估;采用相位多普勒粒子动态分析仪（PDA）测量了HAN基液体推进剂模拟工质在1.8~2.6MPa喷射压力下对撞式喷嘴雾化液滴尺寸分布;通过最小二乘法优化Nukiyama-Tanasawa分布函数式中的q值对数目微分分布进行了修正,拟合得到q值与喷射压力p之间的函数关系为q（p）=-0.344p2＋1.525p＋1.268。结果表明,计算得出的液滴尺寸数目微分分布与HAN基液体推进剂喷雾场实测数据变化趋势相符,表明建立的液滴尺寸分布模型是合理的。