PDPA移测架系统的研制与应用

对PDPA移测架系统的组成、功能及特点作了简要的介绍。通过应用表明:该系统的研制是成功的,系统运行稳定、可靠,激光测速系统可与移测架系统配合使用。

三维PDPA系统在Φ3.2m风洞中的实验研究

非接触测量的PDPA系统在Φ3.2m风洞中进行双三角翼速度场试验中 ,采用随测量点位置的移动而进行粒子投放。三维的光路布置则是采用安装在风洞外移测架的横梁上。实验结果表明 ,粒子投放的方法和光路布置及测量是合理的。同时指出 :粒子的投放应该在x/d >45处 。

水力旋流器速度场的PDPA测试研究

应用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对液液水力旋流器模型的内部流场进行了测试,分析了旋流器内部速度场的特点。通过进口流量的变化,测试了该模型的不同截面上的速度场分布情况。测试结果表明:随着流量的增大,旋流器轴截面上的速度都增大,旋流变大,有利于连续相和分散相的分离;旋流器中连续相和分散相速度分布趋势相同,但在管芯处,两者速度滑移明显。

2,5-二甲基呋喃的喷雾特性及发动机适应性

2,5-二甲基呋喃(DMF)可作为一种可再生的汽油类替代燃料。为研究DMF在车用发动机中的适用性,该文采用相位Doppler粒子分析仪(PDPA)测试了DMF的微观喷雾特性,并在一台单缸直喷汽油机上进行了性能及排放测试。作为对比,同时对商用无铅汽油以及另一种汽油类替代燃料乙醇进行了相应测试。实验结果表明:DMF的喷雾特性与汽油相仿,而乙醇具有较低的喷雾油粒速度和较高的索特平均粒径;当使用DMF作为点燃式发动机燃料时,可以在高负荷采用更为提前的点火时间以获得更好的热效率,但总的来讲其等效油耗与汽油差别不大;另外,DMF的NOx排放较高,其他气态排放物与汽油接近。

几种典型流动测量技术的原理及应用现状

介绍了在过去几十年已经有了飞跃的发展的先进的流动测量技术热线热膜测速技术、激光多普勒测速技术、粒子图象测速技术的测量原理及各自的应用特点,并对它们进行了综合比较分析。

柴油、生物柴油、戊醇混合燃料喷雾特性的实验

为实现燃料与发动机协同优化,探究燃料物性、喷射压力、环境背压、环境温度对宏观和微观喷雾特性的影响。基于定容燃烧弹,采用高速摄影和相位Doppler粒子测试技术(PDPA),对比分析了柴油、生物柴油、戊醇及其混合燃料的喷雾特性。结果表明:与柴油相比,生物柴油液相贯穿距最大,锥角最小;戊醇液相贯穿距最小,混合燃料介于其中。随喷油压力从40 MPa提高到120 MPa,燃油Sauter平均直径(SMD)降低,随背压的增大而增大;生物柴油SMD最大,戊醇SMD最小;燃料的密度、粘度、沸点和表面张力等物性是影响喷雾特性的重要因素,且高温(830 K)时影响更显著;因此,燃料物性融合可改善喷雾特性。

后台阶气固两相流动的PDPA实验

为了获得后台阶气粒两相湍流的流动特征,用相位Doppler粒子动态分析仪(PDPA)对其进行了实验研究. 45 μm 颗粒速度几乎都大于相应位置上的气相速度,而脉动速度分布与气相相似,具有双峰结构.颗粒平均速度和脉动速度的分布在不同Re下是相似的,其流向脉动速度的最大值在7～8倍后台阶高度的流向距离之前,大致能够保持不变,但此后会显著减小,并在12倍后台阶高度的距离之后整个截面分布趋向均匀.随着Re的增大,颗粒相的回流区长度也逐渐变长.这些结果为认识颗粒相的流动规律以及发展和改进颗粒相数值模型提供了依据.

一种离心甩油盘雾化性能的试验

在离心甩油盘性能试验器上对一种离心甩油盘雾化性能进行了较详细的试验研究,用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)测量了不同转速下甩油盘的燃油雾化粒度索太尔平均直径(SMD)、雾化锥角等性能参数.试验结果表明:在试验转速范围内,随甩油盘转速增大,甩油盘雾化锥角α逐渐减少;随甩油盘转速增大,雾化粒度SMD值逐渐减少,当甩油盘转速大于25 000r/min时,燃油的SMD值基本保持不变;在同一甩油盘转速下,燃油的SMD值随离甩油盘喷油孔距离的增大而增大.

双油路离心喷嘴雾化油滴的平均和脉动速度场的实验

采用相位多普勒粒子分析仪对某型航空发动机双路离心喷嘴的雾化油滴的速度场进行了实验研究,得到了雾化油滴平均速度、脉动速度及湍流度的分布.实验结果表明:供油压力不变时,同一个测量横截面内,随着径向距离x的增加平均速度和脉动速度呈凸形分布而湍流度呈下凹形分布;随着测点与喷口之间轴向距离z的增加,主、副油路共同工作时油滴的平均速度减小而脉动速度和湍流度增大.随着供油压力增加,油滴平均速度增加而湍流度减小.

甩油盘雾化实验台开发和验证

甩油盘是中小型航空发动机常用的燃油喷射装置,为后续甩油盘结构改进和燃烧室性能测试提供了参考和依据,该文开发了甩油盘雾化实验台,由供水系统、旋转系统、通风系统、测试系统、控制系统和数据采集系统组成。对供水压力、供水流量以及旋转系统振动值等关键运行参数进行监测与分析,结果表明:该实验台可以获得可靠的高精度实验数据。基于相位Doppler粒子分析仪(phase Doppler particle analyzer,PDPA)测试了某型甩油盘粒径数统计,以及Sauter平均直径(Sauter mean diameter,SMD)随转速的变化规律。结果表明:该型甩油盘粒径符合正态分布;SMD随着甩油盘转速的增加逐渐减小,在12000 r/min后基本维持在41μm。实验结果与已有文献结论相一致,进一步表明了该试验台的可靠性。