PDE點(diǎn)火室內(nèi)凝膠汽油霧化特性的試驗(yàn)研究

楊建魯,翁春生,白橋棟

(南京理工大學(xué) 瞬態(tài)物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210094)

凝膠推進(jìn)劑是一種具有廣闊應(yīng)用前景的新型推進(jìn)劑。與傳統(tǒng)推進(jìn)劑相比,凝膠推進(jìn)劑不僅具有固體推進(jìn)劑使用安全、不易泄露、易于長期儲(chǔ)存的優(yōu)點(diǎn),還具有液體推進(jìn)劑比沖大、推力可調(diào)、易于實(shí)現(xiàn)多次點(diǎn)火的優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前國內(nèi)外專家學(xué)者的研究熱點(diǎn)[1]。Santos等[2]配制了以JP-8和RP-1為基燃料,以二氧化硅為凝膠劑的凝膠推進(jìn)劑,并對(duì)其流變學(xué)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。曹欽柳等[3]采用VOF模型對(duì)凝膠推進(jìn)劑的偽流動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行了數(shù)值研究。Fakhri等[4]研究了凝膠推進(jìn)劑模擬液的雙股撞擊式霧化特性。2008年張蒙正等[5]采用激光全息技術(shù)研究了凝膠水的雙股互擊式霧化特性。楊建魯?shù)萚6]采用粒子圖像速度系統(tǒng)試驗(yàn)研究了凝膠汽油的雙股撞擊式霧化流場(chǎng)液滴速度分布。Beak等[7]對(duì)含納米顆粒的凝膠燃料模擬工質(zhì)進(jìn)行了雙股撞擊式霧化特性的實(shí)驗(yàn)研究,并與水的霧化進(jìn)行了對(duì)比。Lee等[8]實(shí)驗(yàn)研究了凝膠燃料模擬工質(zhì)的3股撞擊式霧化特性,比較了霧化撞擊角和工質(zhì)絕對(duì)黏度等對(duì)霧化擴(kuò)散角和霧化波長的影響。

脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)(pulse detonation engine,PDE)是一種新概念動(dòng)力系統(tǒng),具有熱循環(huán)效率高、推重比大、比沖大、工作范圍寬、單位燃料消耗率低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠等眾多潛在優(yōu)點(diǎn)[9],在航空、航天、兵器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。趙煒等[10]采用數(shù)值模擬的方法研究了熱射流點(diǎn)火對(duì)脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)管內(nèi)火焰加速及爆轟波觸發(fā)的影響。Allgood等[11]研究了氫氣/空氣在脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的工作特性,采用試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬對(duì)比的方法對(duì)PDE流場(chǎng)進(jìn)行了分析。韋偉等[12]采用CE/SE方法數(shù)值模擬了點(diǎn)火位置對(duì)氣固兩相脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能的影響。

將凝膠推進(jìn)劑應(yīng)用于脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī),結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)凝膠推進(jìn)劑在脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)上的穩(wěn)定、高效工作具有重要意義。當(dāng)前,脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)主要采用緩燃轉(zhuǎn)爆轟的方式進(jìn)行點(diǎn)火起爆[9]。對(duì)于氣-液兩相PDE,燃料的霧化品質(zhì)對(duì)其點(diǎn)火起爆過程具有重要影響。因此,研究凝膠燃料在脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)中的霧化特性,提升點(diǎn)火室內(nèi)凝膠燃料的霧化品質(zhì)、降低液滴粒徑對(duì)實(shí)現(xiàn)凝膠燃料在PDE上的快速起爆,縮短緩燃轉(zhuǎn)爆轟距離,保證脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定、高效地工作具有重要意義。

本文將簡(jiǎn)單、高效的撞擊式霧化方式應(yīng)用到脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)上,探索實(shí)現(xiàn)凝膠汽油在脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)上高效霧化的方法;分析了凝膠汽油射流撞擊點(diǎn)位置、PDE氧化劑氣源供氣壓力、擋風(fēng)凹腔等因素對(duì)凝膠汽油在PDE點(diǎn)火室內(nèi)霧化品質(zhì)的影響,為提升PDE工作性能提供參考。

1 試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)系統(tǒng)

本文采用的凝膠推進(jìn)劑是以95#汽油為基燃料,以納米二氧化硅為凝膠劑配制而成的凝膠汽油,凝膠劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0%。配制過程中應(yīng)用超聲波振蕩、空化技術(shù)并結(jié)合機(jī)械式攪拌的方法,實(shí)現(xiàn)汽油與凝膠劑的充分混合。

1.2 試驗(yàn)方法

為了研究凝膠汽油在脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火室內(nèi)霧化后的液滴粒徑分布特性,探索提升PDE管內(nèi)霧化品質(zhì)的方法,設(shè)計(jì)了基于馬爾文粒徑測(cè)試系統(tǒng)的PDE管內(nèi)霧化粒徑分布測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置,如圖2所示。在PDE管內(nèi)粒徑測(cè)試過程中,馬爾文粒度儀通過激光發(fā)射端發(fā)射激光,激光穿過測(cè)試窗口后打在管內(nèi)霧化后的液滴上,經(jīng)液滴折射后繼續(xù)向前傳播,最后由馬爾文粒度儀接收端捕獲液滴粒徑分布信號(hào)。為了防止PDE管內(nèi)的液滴沾附在測(cè)試窗口的透光玻璃上,導(dǎo)致測(cè)試窗口被污染,在測(cè)試窗口內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)了吹掃孔,在測(cè)試時(shí)通過吹掃孔對(duì)透光玻璃吹掃氮?dú)?保證測(cè)試窗口的潔凈。

圖2 PDE點(diǎn)火室內(nèi)液滴粒徑分布測(cè)試示意圖

測(cè)試時(shí),凝膠汽油采用雙股撞擊式霧化裝置進(jìn)行霧化,以高壓氮?dú)鉃轵?qū)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)燃料的流動(dòng)和噴射霧化,通過減壓閥控制凝膠汽油噴射壓力p的大小,如圖1所示。為了盡可能與PDE點(diǎn)火工作時(shí)點(diǎn)火室內(nèi)的霧化流場(chǎng)保持一致,液滴粒徑分布測(cè)試時(shí)同樣為PDE供給氧化劑。脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的氧化劑氣源由2瓶壓縮空氣和1瓶壓縮氧氣組成,通過調(diào)節(jié)氣瓶出口處的減壓閥控制空氣和氧氣的供給壓力,通過氣體供給管路上的電磁閥控制氧化劑的通斷。

霧化裝置為雙股撞擊式霧化噴嘴,噴嘴為直射式噴嘴,噴嘴孔徑為0.8 mm,噴嘴長徑比為6.0,撞擊角θ=120°。氧化劑進(jìn)氣通道由3個(gè)與PDE橫斷面呈中心對(duì)稱分布的進(jìn)氣管構(gòu)成,進(jìn)氣管直徑為30 mm,發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣方式為切向進(jìn)氣,如圖3所示。文氏管位于噴嘴之后,文氏管喉部距離PDE推力壁115 mm。

圖3 PDE氧化劑進(jìn)氣通道示意圖

為了研究PDE氧化劑氣源供氣壓力對(duì)凝膠汽油霧化特性的影響,本文測(cè)試了空氣供氣壓力pair分別為0.8 MPa,1.0 MPa和1.2 MPa,凝膠汽油噴射壓力p分別為0.50 MPa,0.75 MPa,1.00 MPa和1.25 MPa時(shí),PDE點(diǎn)火室內(nèi)霧化液滴的索太爾平均直徑。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 霧化撞擊點(diǎn)位置對(duì)PDE點(diǎn)火室內(nèi)霧化液滴粒徑的影響

圖4為PDE氧化劑氣源空氣供氣壓力pair=1.2 MPa,氧氣供氣壓力po=0.4 MPa時(shí),凝膠汽油雙股撞擊霧化射流撞擊點(diǎn)到文氏管喉部距離d分別為5 mm,40 mm和75 mm條件下測(cè)試通道1處(距離發(fā)動(dòng)機(jī)推力壁285 mm)的液滴粒徑索太爾平均直徑D32隨噴射壓力p的變化曲線。表1為d分別為5 mm,40 mm,75 mm時(shí),不同壓力條件下距離推力壁285 mm位置處PDE點(diǎn)火室內(nèi)的液滴索太爾平均直徑。

圖4 撞擊點(diǎn)到文氏管喉部距離對(duì)凝膠汽油霧化后液滴索太爾平均直徑的影響

d/mmp/MPaD32/μm50.500.751.001.25124.7133.5147.7155.3400.500.751.001.25131.4143.9152.3159.8750.500.751.001.25146.8160.8171.2178.3

由圖4和表1可知,在噴射壓力p相同的條件下,d=5 mm時(shí)的霧化液滴索太爾平均直徑最小,d=75 mm時(shí)的霧化液滴索太爾平均直徑最大。由圖1可知,當(dāng)d=75 mm時(shí),凝膠汽油撞擊式霧化的撞擊點(diǎn)恰好在PDE氧化劑的進(jìn)氣管出口處,氧化劑氣流以100 m/s以上的速度通過進(jìn)氣管沿切向噴入PDE。此時(shí),氧化劑氣流直接吹掃在凝膠汽油射流上。根據(jù)液體圓柱自由射流的穩(wěn)定性分析,射流噴射到空氣中后其表面由于擾動(dòng)的存在會(huì)形成表面波,表面波的振幅受射流速度、外界擾動(dòng)和射流長度的影響,射流速度越大、外界擾動(dòng)越強(qiáng)、射流長度越長,表面波的振幅也越大。當(dāng)表面波振幅增大到一定程度后,射流表面的液體就會(huì)脫離射流表面而形成直徑較大的液滴。在凝膠汽油的撞擊霧化過程中,高速氧化劑氣流導(dǎo)致射流表面的波動(dòng)和剝離,而脫離射流表面的粒徑較大的液滴顆粒被氣流迅速帶走,導(dǎo)致凝膠汽油射流撞擊霧化效果下降。因此,d=75 mm時(shí)的液滴索太爾平均直徑較大。隨著d的減小,撞擊點(diǎn)距離PDE進(jìn)氣通道的距離不斷增大,當(dāng)d=40 mm和d=5 mm時(shí),撞擊點(diǎn)到進(jìn)氣通道出口的距離分別為35 mm和70 mm。此時(shí)氧化劑氣體進(jìn)入PDE后發(fā)生膨脹減速,氣流速度明顯低于PDE進(jìn)氣通道出口處的速度,因此,凝膠汽油射流表面的液體剝離量減少,撞擊式霧化效果得到提升,霧化后的液滴索太爾平均直徑減小。

2.2 氧化劑氣源空氣供氣壓力對(duì)PDE點(diǎn)火室內(nèi)霧化液滴粒徑的影響

氧化劑氣源壓力的大小決定了PDE內(nèi)部氣流速度的大小,而PDE內(nèi)部氣流速度又會(huì)對(duì)凝膠汽油撞擊式霧化的效果產(chǎn)生影響。因此,本節(jié)著重討論氧化劑氣源供氣壓力對(duì)PDE點(diǎn)火室內(nèi)霧化液滴粒徑的影響。

圖5為d=5 mm,po=0.4 MPa,pair=0.8 MPa,1.0 MPa,1.2 MPa時(shí),距離推力壁285 mm處PDE點(diǎn)火室內(nèi)的霧化液滴索太爾平均直徑D32隨噴射壓力p的變化曲線。

圖5 PDE空氣供氣壓力對(duì)液滴索太爾平均直徑的影響

表2給出了不同氧化劑氣源空氣供氣壓力條件下的索太爾平均直徑。結(jié)合圖5和表2可知,氧化劑氣源空氣供氣壓力pair越高,PDE管內(nèi)霧化液滴的索太爾平均直徑D32越大。這是由于隨著pair的增大,PDE管內(nèi)的氣流速度也不斷增大,在po=0.4 MPa條件下,空氣供氣壓力分別為pair=0.8 MPa,1.0 MPa,1.2 MPa時(shí),測(cè)量得到的PDE管內(nèi)氣流平均速度分別為33.6 m/s,40.4 m/s和45.6 m/s。PDE管內(nèi)氣流速度越大,凝膠汽油射流在撞擊霧化前受到的氧化劑氣流擾動(dòng)作用越劇烈,射流表面的波動(dòng)現(xiàn)象和液體剝離現(xiàn)象也越嚴(yán)重,導(dǎo)致霧化后的D32越大。

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表2 不同空氣供氣壓力和噴射壓力條件下,距離推力壁285 mm位置處的液滴索太爾平均直徑

2.3 擋風(fēng)凹腔對(duì)PDE點(diǎn)火室內(nèi)霧化液滴粒徑的影響

由以上分析可知,PDE內(nèi)部氧化劑氣流速度對(duì)凝膠汽油的撞擊式霧化具有擾動(dòng)作用,該擾動(dòng)作用隨著氧化劑氣源供氣壓力的增大而增大,對(duì)提升凝膠汽油的霧化品質(zhì)十分不利。因此,為了克服PDE內(nèi)部氣流對(duì)凝膠汽油撞擊式霧化的不利影響,對(duì)撞擊式霧化裝置進(jìn)行了改進(jìn),為撞擊式噴嘴設(shè)計(jì)和加裝了擋風(fēng)凹腔,擋風(fēng)凹腔的長度、寬度和高度分別為lc,wc,hc,如圖6所示。

圖6 擋風(fēng)凹腔示意圖和實(shí)物圖

根據(jù)雙股撞擊式霧化噴嘴結(jié)構(gòu)尺寸和PDE內(nèi)部空間,共設(shè)計(jì)了3種不同尺寸的擋風(fēng)凹腔,如表3所示,研究了不同尺寸的擋風(fēng)凹腔對(duì)PDE點(diǎn)火室內(nèi)霧化粒徑的影響。

表3 3種擋風(fēng)凹腔結(jié)構(gòu)尺寸

圖7為d=5 mm,po=0.4 MPa時(shí),空氣供氣壓力pair=0.8 MPa,1.0 MPa,1.2 MPa條件下距離推力壁285 mm處中心軸線上的液滴索太爾平均直徑D32隨噴射壓力p的變化曲線。

圖7 擋風(fēng)凹腔對(duì)PDE管內(nèi)索太爾平均直徑的影響

對(duì)比圖7(a)和圖7(b)可知,擋風(fēng)凹腔對(duì)凝膠汽油在PDE內(nèi)的撞擊式霧化具有重要影響,主要影響體現(xiàn)在以下三方面:①加裝擋風(fēng)凹腔后液滴索太爾平均直徑D32大幅降低,凝膠汽油的霧化品質(zhì)得到有效提升。②加裝擋風(fēng)凹腔前后液滴索太爾平均直徑D32隨噴射壓力p的變化趨勢(shì)發(fā)生根本變化:未加裝擋風(fēng)凹腔時(shí),D32隨噴射壓力p的增大而增大;加裝擋風(fēng)凹腔后,D32隨噴射壓力p的增大而減小。③索太爾平均直徑D32隨空氣供氣壓力pair的變化同樣發(fā)生改變:未加裝擋風(fēng)凹腔時(shí),空氣供氣壓力pair越大,D32越大;加裝了擋風(fēng)凹腔后,空氣供氣壓力越大,D32越小。

由前文分析可知,PDE管內(nèi)氧化劑氣流對(duì)凝膠汽油的撞擊式霧化具有重要影響,在霧化過程中氧化劑氣流對(duì)凝膠汽油射流造成擾動(dòng),導(dǎo)致射流表面發(fā)生波動(dòng)和液體剝離,氧化劑氣流速度越大越不利于凝膠汽油的霧化。加裝擋風(fēng)凹腔后,凝膠汽油射流得到有效保護(hù),射流表面氣流速度降低,表面波動(dòng)現(xiàn)象和液滴剝離現(xiàn)象得到有效減弱,霧化品質(zhì)得到提升。表4為加裝1#擋風(fēng)凹腔時(shí),空氣供氣壓力pair=0.8 MPa,1.0 MPa,1.2 MPa條件下,距離PDE推力壁285 mm位置處中心軸線上的液滴索太爾平均直徑。

表4 加裝1#擋風(fēng)凹腔時(shí),距離推力壁285 mm位置處的液滴索太爾平均直徑

對(duì)比表2和表4可知,與未加裝擋風(fēng)凹腔情況相比,加裝了1#擋風(fēng)凹腔后PDE管內(nèi)凝膠汽油霧化后的液滴索太爾平均直徑大幅降低。圖8為與無擋風(fēng)凹腔相比,加裝了1#擋風(fēng)凹腔后液滴索太爾平均直徑的絕對(duì)降低幅度ΔD32和相對(duì)降低幅度σD32隨噴射壓力p的變化曲線。由圖8(a)和圖8(b)可知,當(dāng)噴射壓力p=0.50 MPa,0.75 MPa,1.00 MPa,1.25 MPa時(shí),在空氣供氣壓力pair=0.8 MPa條件下D32的絕對(duì)降低幅度ΔD32=7.4 μm,20.4 μm,28.9 μm,34.7 μm,相對(duì)降低幅度σD32=8.44%,21.14%,28.33%,33.11%。由此可見,在撞擊霧化過程中,擋風(fēng)凹腔對(duì)凝膠汽油射流起到了保護(hù)作用,霧化品質(zhì)得到有效提升。當(dāng)空氣供氣壓力pair=0.8 MPa,1.0 MPa,1.2 MPa時(shí),在噴射壓力為p=0.50 MPa條件下,凝膠汽油未加裝擋風(fēng)凹腔霧化后的液滴D32=87.7 μm,105.5 μm,124.7μm,D32隨空氣供氣壓力的增大而增大;而加裝1#擋風(fēng)凹腔后D32=80.3 μm,76.0 μm,70.7 μm,D32隨空氣供氣壓力的增大而減小。

圖8 加裝1#擋風(fēng)凹腔后液滴索太爾平均直徑的絕對(duì)降幅和相對(duì)降幅變化曲線

由以上數(shù)據(jù)可知,加裝擋風(fēng)凹腔前后液滴索太爾平均直徑D32隨空氣供氣壓力的變化趨勢(shì)相反,這是由于未加裝擋風(fēng)凹腔時(shí)PDE內(nèi)部氧化劑氣流對(duì)凝膠汽油射流表面造成不利影響,空氣供氣壓力越大,氧化劑氣流對(duì)射流表面造成的不利影響越大,D32越大。加裝了擋風(fēng)凹腔后,由于擋風(fēng)凹腔對(duì)凝膠汽油射流的保護(hù)作用,PDE內(nèi)部氣流對(duì)射流造成的不利影響被大大削弱,而空氣供氣壓力的增大提升了PDE內(nèi)部氣流的流速,凝膠汽油在完成撞擊霧化后受到氣流的剪切作用發(fā)生二次霧化,空氣供氣壓力越大,脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部氣流速度越大,二次霧化也越劇烈,液滴索太爾平均直徑越小。當(dāng)噴射壓力p=0.50 MPa,0.75 MPa,1.00 MPa,1.25 MPa時(shí),在空氣供氣壓力pair=0.8 MPa條件下,凝膠汽油未加裝擋風(fēng)凹腔霧化后的D32=87.7 μm,96.5 μm,102.0 μm,104.8 μm,D32隨噴射壓力的增大而增大。加裝了1#擋風(fēng)凹腔后液滴D32=80.3 μm,76.1 μm,73.1 μm,70.1 μm,D32隨噴射壓力的增大而減小。由此可知,加裝擋風(fēng)凹腔前后凝膠汽油撞擊霧化后的液滴索太爾平均直徑D32隨噴射壓力的變化趨勢(shì)相反。這是由于在撞擊霧化過程中,凝膠汽油射流由噴嘴噴出后射流表面由于周圍氣流的擾動(dòng)作用會(huì)發(fā)生波動(dòng)現(xiàn)象和液體剝離現(xiàn)象,液體剝離后被脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的氧化劑汽油快速帶走,噴射壓力p越大,凝膠汽油射流表面的波動(dòng)和液體剝離越嚴(yán)重,氣流由射流表面帶走的大粒徑液滴越多,凝膠汽油霧化后的液滴索太爾平均直徑D32越大;加裝了擋風(fēng)凹腔時(shí),射流表面的氣流速度大大降低,氣流對(duì)凝膠汽油射流的擾動(dòng)作用減弱,隨著噴射壓力的增大,凝膠汽油射流撞擊能量也增大,凝膠汽油霧化更充分,液滴索太爾平均直徑D32減小。

圖9為po=0.4 MPa,pair=1.2 MPa時(shí),不同尺寸的擋風(fēng)凹腔對(duì)距離推力壁285 mm位置處霧化液滴索太爾平均直徑D32的影響。由圖9可知,加裝1#擋風(fēng)凹腔時(shí)的D32最小,加裝3#擋風(fēng)凹腔時(shí)的D32最大。當(dāng)噴射壓力p=0.50 MPa,0.75 MPa,1.00 MPa,1.25 MPa時(shí),加裝1#擋風(fēng)凹腔時(shí),液滴索太爾平均直徑D32=70.7 μm,64.7 μm,60.6 μm,57.6 μm;加裝2#擋風(fēng)凹腔時(shí),D32=99.2 μm,90.0 μm,83.7 μm,80.3 μm;加裝3#擋風(fēng)凹腔時(shí),D32=106.7 μm,100.6 μm,96.4 μm,94.8 μm。由以上數(shù)據(jù)可知,擋風(fēng)凹腔的結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)凝膠汽油在脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的撞擊霧化具有影響,由于3#擋風(fēng)凹腔的結(jié)構(gòu)尺寸最大,腔體的長度、寬度和高度分別為lc=50.0 mm,wc=18.0 mm,hc=30.0 mm,腔體內(nèi)空間最大,PDE內(nèi)氧化劑氣流可由空腔兩側(cè)流入腔體形成渦流,對(duì)凝膠汽油射流造成擾動(dòng),導(dǎo)致霧化后的液滴索太爾平均直徑增大。1#擋風(fēng)凹腔腔體的長度、寬度、高度分別為lc=30.0 mm,wc=18.0 mm,hc=20.0 mm,其腔體內(nèi)部空間僅為3#擋風(fēng)凹腔的40%,腔體空間較小,不易形成氣體渦流,因此凝膠汽油霧化后的液滴索太爾平均直徑較小。

圖9 擋風(fēng)凹腔的結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)PDE管內(nèi)霧化索太爾平均直徑的影響

3 結(jié)論

本文以脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ),采用馬爾文粒度儀研究了凝膠汽油雙股撞擊式霧化在點(diǎn)火室內(nèi)的霧化特性。根據(jù)脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)管內(nèi)霧化條件設(shè)計(jì)了擋風(fēng)凹腔,有效地提升了凝膠汽油在PDE管內(nèi)的霧化品質(zhì),并得出以下結(jié)論:

①撞擊點(diǎn)位置對(duì)凝膠汽油在脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)撞擊霧化具有重要影響,撞擊點(diǎn)距離PDE氧化劑進(jìn)氣通道越遠(yuǎn),距離文氏管喉部越近,則液滴索太爾平均直徑越小,霧化效果越好。

②脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)管內(nèi)氧化劑氣流對(duì)凝膠汽油的霧化具有不利影響,為此本文為雙股撞擊式霧化裝置設(shè)計(jì)了擋風(fēng)凹腔結(jié)構(gòu)。擋風(fēng)凹腔對(duì)凝膠汽油在PDE內(nèi)的撞擊式霧化具有重要影響,主要影響體現(xiàn)在以下三方面:a.加裝擋風(fēng)凹腔可有效降低凝膠汽油霧化后的液滴索太爾平均直徑,霧化品質(zhì)得到大大提升。b.加裝擋風(fēng)凹腔前后凝膠汽油霧化后的液滴索太爾平均直徑隨空氣供氣壓力的變化趨勢(shì)相反。未加裝擋風(fēng)凹腔時(shí)脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)氣源空氣供氣壓力越大,液滴索太爾平均直徑越大;加裝擋風(fēng)凹腔后空氣供氣壓力越大,液滴索太爾平均直徑越小。c.未加裝擋風(fēng)凹腔時(shí)霧化后的液滴索太爾平均直徑隨噴射壓力的增大而增大,而加裝了擋風(fēng)凹腔后液滴索太爾平均直徑隨噴射壓力的增大而減小。

③擋風(fēng)凹腔結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)凝膠汽油的撞擊式霧化具有較大影響,擋風(fēng)凹腔尺寸越大,凹腔內(nèi)氣體渦流越劇烈,霧化后的液滴索太爾平均直徑越大。

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