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文氏管出口张角对旋流杯流动不稳定性的影响

推进技术 2022年第1期43卷 189-198页

作者：汪玉明王志凯江立军肖为项禹婷中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129

为探究旋流杯内流动不稳定现象,针对带不同出口张角文氏管的旋流杯冷态流场进行了大涡模拟,并结合PIV试验结果进行了验证。研究结果表明,文氏管出口张角对时均流场的影响主要在旋流杯内部区域,对下游恢复区域基本无影响;旋流杯瞬态流场... 详细信息

为探究旋流杯内流动不稳定现象,针对带不同出口张角文氏管的旋流杯冷态流场进行了大涡模拟,并结合PIV试验结果进行了验证。研究结果表明,文氏管出口张角对时均流场的影响主要在旋流杯内部区域,对下游恢复区域基本无影响;旋流杯瞬态流场中存在旋进涡核(PVC)和小涡旋结构,出口张角对PVC的运动频率和形态基本无影响,对小涡旋结构影响较大,相同Q值下,56°张角旋流杯方案的小涡旋结构更丰富;经本征正交分解方法 (POD)分析,旋流杯的强脉动结构为PVC和小涡旋结构。56°张角旋流杯方案的小涡旋结构能量更强,脉动幅度较大,能更好地对燃油进行剪切破碎,有利于强化雾化效果。

关键词：文氏管流动不稳定性大涡模拟旋进涡核本征正交分解

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文氏管非定常空化流动可视化实验研究

中国科学：技术科学 2019年第2期49卷 189-198页

作者：刘上陈炜张兴军赵瑞国王玫程晓辉吕鹏翾液体火箭发动机技术重点实验室西安710100 西安航天动力研究所西安710100

结合高速摄影和脉动压力测量技术,在模拟发动机供应系统动力学边界条件的基础上,开展了某型文氏管非定常空化流动可视化实验研究.获得了空化区详细的内部结构和脉动压力数据,分析了空化区形态的变化和非定常特性.结果表明:随着空化数的... 详细信息

结合高速摄影和脉动压力测量技术,在模拟发动机供应系统动力学边界条件的基础上,开展了某型文氏管非定常空化流动可视化实验研究.获得了空化区详细的内部结构和脉动压力数据,分析了空化区形态的变化和非定常特性.结果表明:随着空化数的降低,文氏管流场从初生空化、膜状空化,过渡至云状空化.在云状空化阶段,文氏管空化流场呈现出复杂的动态过程,空化区可以划分为附着型环向气泡膜和脱落型气泡云.附着型气泡膜作为一个整体,相对较为稳定,内部的压力波动很小.脱落型气泡云上存在大块云团的断裂、脱落和溃灭过程,产生明显的脉动压力峰,脉动压力在频域上表现为无固定频率的宽频带.空化区下游存在局部的高速逆向射流,驱动附着型气泡膜长度不断缩短和伸长,使得气泡膜的长度沿周向也出现明显的不一致.在云状空化阶段,文氏管下游系统出现了290～400 Hz范围的系统性自激振荡.

关键词：文氏管空化非定常可视化实验

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文氏管出口张角对旋流杯性能的影响研究

推进技术 2020年第8期41卷 1756-1764页

作者：吴施志王志凯石小祥江立军曹俊中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002

为了研究文氏管出口张角对旋流杯综合性能的影响,对不同文氏管出口张角的双级旋流杯开展了流量特性、下游流场和雾化性能试验,并借助仿真对试验结果进行了分析。结果表明:文氏管出口张角对旋流杯流量以及流量系数无显著影响。回流区外... 详细信息

为了研究文氏管出口张角对旋流杯综合性能的影响,对不同文氏管出口张角的双级旋流杯开展了流量特性、下游流场和雾化性能试验,并借助仿真对试验结果进行了分析。结果表明:文氏管出口张角对旋流杯流量以及流量系数无显著影响。回流区外侧扩张锥面轴向速度随出口张角的增大先增后减。出口张角的存在可增大文氏管出口湍动能,强化两级旋流气体之间相互剪切作用进而改善雾化性能,存在一个最佳的角度(本文研究参数范围内,该值为56°)使得液雾平均粒径最小且液滴尺寸分布最均匀。拟合了关于文氏管结构的可用于预估双级旋流杯SMD值的模型公式,预估值与试验值吻合较好,相对误差小于20%。

关键词：旋流杯文氏管综合性能预膜式雾化预估公式

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文氏管在煤油燃料超燃冲压发动机中的应用

推进技术 2005年第1期26卷 16-19页

作者：丁猛吴继平梁剑寒刘卫东王振国国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

为了提高试验效率, 将文氏管流量控制技术应用到液体煤油燃料超燃冲压发动机地面直连式试验中,在一次试车中完成了多个燃料当量比的试验。在模型发动机 2 5s工作时间内, 利用流量调节系统实现了煤油流量阶梯变化, 对应当量比分别为 1 01... 详细信息

为了提高试验效率, 将文氏管流量控制技术应用到液体煤油燃料超燃冲压发动机地面直连式试验中,在一次试车中完成了多个燃料当量比的试验。在模型发动机 2 5s工作时间内, 利用流量调节系统实现了煤油流量阶梯变化, 对应当量比分别为 1 01, 0 88和 0 71, 随着燃料流量减小, 超燃冲压模型发动机维持稳定燃烧, 发动机推力减小, 燃烧室压力降低, 隔离段内预燃激波串位置后移。试验结果说明文氏管流量控制系统工作稳定, 调节过程清晰, 达到预定试验目的, 并且该技术可作为一个有效的手段应用到变当量比超燃冲压发动机燃烧过程动态特性研究中。

关键词：冲压喷气发动机超音速燃烧燃料流量控制文氏管

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旋流杯文氏管长度对积碳的影响研究

推进技术 2015年第12期36卷 1833-1838页

作者：张弛田兴鹏林宇震王晓峰北京航空航天大学能源与动力工程学院/航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191

研究了三个不同长度旋流杯文氏管的积碳特性。方案A,B,C文氏管喉道位置至喷嘴出口距离依次为6mm,8mm,10mm。通过热态燃烧试验定量比较了三个方案文氏管的积碳量,并利用数值模拟分析了文氏管长度对旋流杯内部及下游的热态流场,温度场以... 详细信息

研究了三个不同长度旋流杯文氏管的积碳特性。方案A,B,C文氏管喉道位置至喷嘴出口距离依次为6mm,8mm,10mm。通过热态燃烧试验定量比较了三个方案文氏管的积碳量,并利用数值模拟分析了文氏管长度对旋流杯内部及下游的热态流场,温度场以及积碳特性的影响。试验结果显示随着文氏管长度的增加,其内壁上的积碳量随之减小,方案C相较于方案A减小幅度达到99%。数值模拟结果则发现:文氏管长度对旋流杯下游流场及温度场影响较小,但是增加文氏管长度会使中心回流区上止点由上游喷嘴处向下游文氏管出口移动,文氏管喉道附近的负速度区域和高温区域减小,方案C相较于方案A负速度及温度峰值减小幅度分别达到99%和35%。因此,适当增加文氏管长度有利于减少燃油在文氏管上的积碳,对旋流杯的结构设计具有指导作用。

关键词：航空发动机燃烧室旋流杯文氏管积碳

文氏管长度对双级涡流器出口流场影响的试验研究

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南京航空航天大学学报 2016年第3期48卷 352-358页

作者：彭剑勇李建中郑剑文翟维阔刘涛中航工业航空动力机械研究所株洲412002 南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室南京210016

采用粒子图像测速仪(Particle image velocimetry,PIV)测量双级涡流器出口流场,改变文氏管长度,探讨文氏管长度对双级涡流器出口流场的影响,揭示了涡流器下游流场特征,获得了沿轴向不同位置的轴向速度和径向速度分布规律。研究表明:随... 详细信息

采用粒子图像测速仪(Particle image velocimetry,PIV)测量双级涡流器出口流场,改变文氏管长度,探讨文氏管长度对双级涡流器出口流场的影响,揭示了涡流器下游流场特征,获得了沿轴向不同位置的轴向速度和径向速度分布规律。研究表明:随着文氏管长度的增加,涡心发生径向位移,上下涡心的中心距离从22.2mm增加到了29.2mm,中心回流区的面积增加,轴向速度和径向速度分布特征有利于燃烧组织。

关键词：双级涡流器文氏管流场粒子图像测速仪

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液氧文氏管汽蚀特性计算流体力学研究

化工学报 2009年第7期60卷 1638-1643页

作者：张小斌曹潇丽邱利民甘智华张学军浙江大学制冷与低温研究所浙江杭州310027

文氏管用于精确控制液氢/液氧推进液体火箭发动机的燃料流量。考虑汽蚀过程热效应并假设气相与液相间热平衡,利用计算流体力学方法对液氧文氏管的汽蚀特性进行分析。首先给出了基于多相均匀流模型的雷诺平均Navier-Stoker方程组(RANS)... 详细信息

文氏管用于精确控制液氢/液氧推进液体火箭发动机的燃料流量。考虑汽蚀过程热效应并假设气相与液相间热平衡,利用计算流体力学方法对液氧文氏管的汽蚀特性进行分析。首先给出了基于多相均匀流模型的雷诺平均Navier-Stoker方程组(RANS)及完全汽蚀模型的数值模型。然后通过对液氮水翼汽蚀过程的计算,得到压力、温度等分布并与美国NASA实验数据做对比,验证了数值模型的准确性。最后详细分析了液氧文氏管的汽蚀特性,给出了文氏管壁面压力、温度及汽蚀强度的分布,考察了进出口压比对汽蚀特性的影响,分析了低温流体维持汽蚀过程的机理。本文计算结果可用于指导液氧汽蚀文氏管的设计。

关键词：汽蚀计算流体力学液氧文氏管

文氏管对脉冲爆轰火箭发动机工作过程影响实验研究

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南京理工大学学报 2014年第2期38卷 241-245,251页

作者：蒋弢翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

为了研究文氏管对脉冲爆轰火箭发动机雾化混合和燃烧转爆轰过程的影响,对不安装文氏管和安装3种喉部半径(10 mm,20 mm,30 mm)文氏管的脉冲爆轰火箭发动机进行了实验研究。实验结果表明:安装文氏管时,雾化混合效果更好;如果满足爆轰管内... 详细信息

为了研究文氏管对脉冲爆轰火箭发动机雾化混合和燃烧转爆轰过程的影响,对不安装文氏管和安装3种喉部半径(10 mm,20 mm,30 mm)文氏管的脉冲爆轰火箭发动机进行了实验研究。实验结果表明:安装文氏管时,雾化混合效果更好;如果满足爆轰管内填充系数为1,应该选取喉部尺寸较小的文氏管来改善雾化混合效果;改善雾化混合效果有利于提高发动机的工作频率和爆轰波压力峰值。

关键词：脉冲爆轰火箭发动机文氏管雾化混合两相爆轰燃烧转爆轰

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非标准文氏管气固两相流阻力特性的研究

热能动力工程 2000年第6期15卷 607-610页

作者：艾卫国周月桂徐通模惠世恩国家电力公司热工研究院陕西西安710032 上海交通大学上海200030 西安交通大学陕西西安710049

通过试验测量不同节流比的非标准文丘利管在单相流和不同浓度煤粉流中的压差 ,得到文氏管相应的阻力系数ξ0 和 ξμ,同时计算出阻力比例系数Kj,分析节流比、煤粉浓度、煤种等因素对 ξμ 和Kj影响 ,得出 ξμ、Kj与影响因素的关系 ,并... 详细信息

通过试验测量不同节流比的非标准文丘利管在单相流和不同浓度煤粉流中的压差 ,得到文氏管相应的阻力系数ξ0 和 ξμ,同时计算出阻力比例系数Kj,分析节流比、煤粉浓度、煤种等因素对 ξμ 和Kj影响 ,得出 ξμ、Kj与影响因素的关系 ,并将 ξμ 与m。

关键词：文氏管气固两相流煤粉浓度阻力系数