钝体稳定器后直射式喷嘴油雾特性研究

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直射式喷嘴结构简单,在航空发动机中得到了广泛的应用,国内外学者也对其进行了广泛的研究,但对直射式喷嘴的结构参数对油雾特性的影响研究较少,尤其是钝体稳定器后油雾场浓度空间分布的研究。本文研究内容包含三个部分:一是从燃油雾化测量方法、数值模拟和试验研究三个方面进行国内外现状研究,二是进行了不同喷嘴结构参数(喷孔数目、喷孔孔径、喷孔间距、喷射方向、相对位置)、气动参数(空气温度、环境压力、马赫数)和供油压差下的浓度分布特性的数值模拟研究,三是采用PIV进行试验研究,获得了浓度空间分布的基本特征及其变化规律。研究发现:(1)稳定器后燃油在展向、流向和径向上都在不断扩展;稳定器后展向截面燃油在流向上呈现明显的双峰分布现象,在径向上呈现明显的单峰聚集现象。(2)过两喷油孔中间截面燃油起始坐标随着流向坐标的增大而增大;随着供油压差的增大先减小后增大,随其他研究参数的变化则都正好相反。该截面的燃油流向长度随流向坐标的增大而减小;随供油压差的增大不断增大,随其他研究参数的增大则都先减小后增大,并且燃油流向长度和燃油起始坐标随流向坐标和各研究参数变化的变化规律都正好相反。过喷油孔中心截面除了燃油流向长度随各研究参数的变化规律与过两喷油孔中间截面相反,其他的变化规律均与之一致,但在数值上始终较小。(3)过两喷油孔中间截面平均浓度随各个研究参数的变化都并非单调的,但始终与过喷油孔中心截面相反、并且数值上较小。该截面浓度最大值随着流向坐标的增大不断降低或先升高后降低;随着喷孔间距的减小不断增大,随马赫数的增大、喷孔孔径和供油压差的减小先降低后升高。该截面浓度最大值坐标随流向坐标的增大而增大;随马赫数的增大不断减小,随供油压差的减小、喷孔孔径和喷孔间距的减小先减小后增大,并且浓度最大值和浓度最大值坐标随流向坐标和各研究参数变化的变化规律基本上正好相反。过喷油孔中心截面除了浓度最大值坐标随供油压差变化的规律与过两喷油孔中间截面相反,其他变化规律都与之具有一定的相似性。
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