自激扫掠喷嘴与压力型雾化喷嘴工作特性对比研究

作     者：王士奇 董跃路 赵鹏 马梁 贾志刚 温泉 

作者机构：中国航空发动机集团有限公司中国航空发动机研究院 中国民航大学航空工程学院 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：中国航发自主创新专项资金(ZZCX-2023-033) 国家自然科学基金(National Natural Science Foundation of China,52306052) 

主　　题：自激扫掠喷嘴 平面扇形喷嘴 离心喷嘴 雾化粒径 穿透深度 空间散布 

摘      要：为厘清自激扫掠喷嘴与传统压力型雾化喷嘴工作差异，拓展自激扫掠喷嘴应用场景，本文采用高速阴影成像、激光粒径测量等试验方法，针对典型的空心锥离心喷嘴、平面扇形喷嘴以及自激扫掠喷嘴在静止大气环境下的工作特性进行测量和对比分析。结果表明，三者具有相同的流量、张角响应特性，但自激扫掠喷嘴具有强烈的非定常性，其时均液雾形态与扇形喷嘴类似，瞬态流场区别明显。自激扫掠喷嘴的雾化粒径随压降的提高迅速降低，变化规律与离心式喷嘴和平面扇形类似。在0.5 MPa压降下，离心喷嘴中心粒径最小，为38.3 μm，而平面扇形喷嘴和自激扫掠喷嘴的中心粒径接近，分别为62.6μm和62.7 μm。然而，自激扫掠喷嘴出口液雾分布极不均匀，呈现两侧液雾集中且粒径大，中间液雾较少且粒径小的“双峰结构，相同压降下边缘粒径达126.9 μm。自激扫掠喷嘴独特的工作原理、雾化和散布特性可为燃油在高速气流环境下，大范围均匀散布提供全新的解决方案。