针栓式喷注单元雾化角模型分析

作者：王凯^*; 雷凡培; 张波涛; 杨岸龙; 周立新

来源：航空学报, 2020, 41(10): 126-140.

• 喷注器
• 雾化角模型
• 变形因子
• 阻塞率
• 有效撞击动量比

为了实现不同径向孔形的针栓式喷注器雾化角的准确预测,从动量守恒方程出发建立了液膜撞击液膜和液膜撞击液束的雾化角理论修正模型。对于液膜撞击液膜的喷注单元,模型中通过理论推导引入了2个变形因子,将撞击的几何变形效应与雾化角关联;对于液膜撞击液束,通过引入阻塞率定义有效撞击动量比,同时将液束入口孔形的影响隐含考虑在变形因子中,最后根据高速摄影试验结果和数值仿真结果获得了对应的变形因子组合系数,使得新的雾化角模型适应性更广、准确性更高。结果表明:引入变形因子和阻塞率的理论模型预测值与试验及数值仿真结果吻合很好;对于液膜撞击液膜,变形因子基本维持在0.9～1.1,根据试验结果及仿真结果,变形因子推荐值为C1=0.99和C2=1.06;对于液膜撞击液束,变形因子推荐值为C1=0.75和C2=1.25。该模型根据实际出口的轴向动量和合成总动量计算雾化角,隐含考虑了撞击作用造成的影响,较根据撞击前入口的轴向动量和合成总动量计算雾化角的常用模型预测值准确度显著提高,为针栓式喷注器的理论研究和工程设计提供了重要参考。

• 单位
  中国船舶工业集团有限公司; 西安航天动力研究所