液体射流撞击液膜振荡行为的实验研究

作     者：刘昌国 施浙杭 陈锐达 李伟锋 于达仁 LIU Chang-guo;SHI Zhe-hang;CHEN Rui-da;LI Wei-feng;YU Da-ren

作者机构：哈尔滨工业大学能源学院黑龙江哈尔滨150001 上海空间推进研究所上海201112 上海空间发动机工程技术研究中心上海201112 华东理工大学资源与环境工程学院上海200237 

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

年 卷 期：2019年第40卷第12期

页      面：2748-2754页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主　　题：液体火箭发动机 液膜 撞击流 雾化 振荡 

摘      要：液体射流撞击过程是液体火箭发动机常见的高效雾化方式。为了进一步探究液体射流撞击雾化过程,采用高速摄像仪和图像处理技术对两股液体射流撞击液膜的振荡行为进行了实验研究,考察了射流韦伯数(21≤We≤1356)和撞击角(2θ=60°,90°,120°)对液膜振荡的影响。结果表明,随着射流韦伯数增大(We250),撞击液膜会从竖直稳定模式转变为振荡模式,促进液膜破裂和雾化。增大撞击角能加剧液膜振荡和增加雾化角。2θ=60°和90°的液膜振荡区间为250250,无量纲振幅的时均极大值约为5。结果揭示了随着液体射流速度的增大,射流不稳定性的发展会引起撞击点的动量不平衡,进而形成液膜振荡。此外,液膜向下传播时与空气界面间的Kelvin-Helmholtz不稳定性也促进液膜振荡。