受控液扇撞击的混合特性研究

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1、第37卷第5期火箭推进Vo1．37．No．52011年10月．JOURNALOFROCKETPROPULSION0et．20l1受控液扇撞击的混合特性研究姚明明，刘茹，周军，雷凡培z(1．西安航天动力研究所，陕西西安710100；2．中国航天科技集团公司，北京100037)摘要：对溅板武层板喷注单元撞击后产生的两个相同受控液扇的混合特性进行研究，探讨液扇扩张角对混合效率因子的影响。研究过程中对圆柱射流流强分布数学模型进行分析并改进，建立了适用于两个相同受控液扇撞击后的流强分布的数学模型。模拟计算E值与试验值的偏差在-0

2、．86％~12．9％之间。研究结果表明：当／3<60。时，Em随的增加而增加，当／3>60。时E变化规律不明显。关键词：受控液扇；混合特性；数学模型中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374f2011105—0013—06InvestigationonmixturecharacteristicsoftwocontrolledimpingingliquidsheetsYAOMing—mingl,LIURu，ZHOUJun，LEIFan—pei(1．Xi’anAerospacePropulsion

3、Institute，Xi’an710100，China；2．ChinaAerospaceScienceandTechnologyCorporation，Beijing100037，China)Abstraft：Theresearchonmixturecharacteristicoftwosameliquidsheetsgeneratedaftertheimpingingofsplashplateletinjectorisconducted．Theeffectofexpandingangle)ofliquidsheets

4、onmixingeficiency(isdiscussed．Intheprocessofinvestigation，themathematicalmodelsofthemassfluxdistributiongeneratedbysinglelikeliquidsheetsimpingingare~undedbasedonanalyzingandrevisingthemathematicalmodelsofmassfluxdistributionoftwocylindricaljetsimpinging．Thecomp

5、arisonresultindicatesthattherelativedeviationbetweensuimulationcalculationEvalueandexperimentalvalueiSintherangeof一0．86％to12．9％．TheresearchresultsshowthatEmincreaseswiththeincreaseofwhen卢islessthan60。，butthevariationlawofEalongwiththeexpandingangleisdisorderedwh

6、entheangleisintherangeof60。一9O。．Keywords：controlledliquidsheet；characteristicofmixture；mathematicalmodel收稿日期：2011-05—31；修回日期：2011-08—11基金项目：总装备部预研项目作者简介：姚明明(1983一)，男，硕士研究生，研究领域为液体火箭发动机设计技术14火箭推进2011年10月0引言双组元推进剂液体火箭发动机的性能和可靠性取决于喷注器组织的高效和稳定的燃烧以及发动机有效的冷却，这些都与推进剂在燃

7、烧室中的混合特性密切相关。Rupet,21在喷气推进实验室首次从动量比、撞图2液流试验收集坐标击角、面积比、尺寸大小、流体物理特性和相容Fig．2Coordinateofwater—collectingdevice性及喷嘴特性等方面对圆柱射流的混合特性做了全面的试验研究。使用四氯化碳和水模拟推进剂流强、混合比试验系统由管路系统和收集台(硝酸和苯胺)，定义了混合效率因子E(也称之组成。收集台主要由收集面和试管架组成，收集为混合均匀性参数)，提出了Rupe准则，在工程面为16x16的单元格，每个单元格为1xl(cmz)设计

8、中具有极大的应用价值。层板喷注器由于结的正方形，单元格通过橡皮软管与试管架中的试构设计灵活，喷嘴排列方便，喷孔密度高，雾化管相连。试验件装夹在收集面的正上方中心位质量和均匀性较好，有利于提高推力室性能，目置，两个相同受控液扇的入射角相同。前广泛用于姿轨控液体火箭发动机l3,4,51。测量试管中液体的质量及混合比，可得到相6本文对溅