喷雾场测试技术研究进展

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1、第36卷第4期2010年8月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．36，No．4Aug．2010喷雾场测试技术研究进展杨成虎，刘彝(上海空间推进研究所，上海200233)摘要：喷注器的喷雾质量直接影响推进剂在燃烧室中的燃烧效率。为了准确获得其喷雾特性，以收集法、PDA及PIv为代表的喷雾场测试技术一直在不断发展和完善中，其中PIV技术与数字全息技术相结合发展的DHPIV技术具有较好的应用前景。对近年来的喷雾场测试技术进行了综述，介绍了各种测试技术的原理、特点及其在喷雾场测试中存在的问题。关键词：喷雾；

2、测试技术；综述中图分类号：V432文献标识码：A文章编号：(2010)04—0016—08DevelopmentofdiagnostictechniquesforspraymeasurementsYangChenghu，LiuBen(ShanghaiInstituteofSpacePropulsion，Shanghai200233，China)Absla'aet：Theinjectorsprayqualityinfluencestheliquidpropellantscombustionefficiencydi—-rectly．

3、Togetacomprehensiveundemtandofthespraycharacteristics，manydiagnostictechniquesformeasurementshavebeenputforwardandupdated．DHPIVisassumedtobeapromisingtech-niqueforspraymeasurements．Thispaperreviewsdifferenttechniquesforspraymeasurementsdu卜ingtherecentyears，includingt

4、heprinciples，characteristicsandissuesinspraymeasurementsofthetechniques．Keywords：spray；diagnostictechnique；reviewO引言在液体火箭发动机中，喷注器将燃料和氧化剂进行雾化和混合，其雾化细度和混合均匀性直接影响到液体火箭发动机的燃烧性能。通过研究推进剂喷雾在燃烧室空间的液滴分布、速度分布、流强及混合比，可以了解其在燃烧室内推进收稿日期：2010-01--03；修回日期：2010--02—26。作者简介：杨成虎(1978-_

5、)，男，博士，研究领域为液体火箭发动机设计。第36卷第4期杨成虎，等：喷雾场测试技术研究进展17剂能量的释放程度及向燃烧室壁传递的热流。喷下段连接玻璃试管，采用分光光度计测量试管内雾场测试是准确获取喷注器的喷雾特性的最直接的液体浓度可以得到喷雾的混合比。通过改变集方法，近二十年来，国内外研究人员对喷雾场的液器的垂直位置可以对喷注器出口的不同距离进测试技术进行了大量的研究工作并取得了很多成行测量。首尔大学的Yoon铮研将方形集液格以15果。列12行布置成一个平面，这样可以对整个喷雾喷雾场的测试方法有很多，传统多用接触式场进行快速简

6、单的测量，不过同时也增大了对喷测量方法，如收集法、液蜡冻结法及氧化镁涂层雾场的干扰。Hoffmanf7将23个圆形铜管排成一排印痕法等进行喷雾场测试，这些传统的测试方法用以研究汽车发动机喷嘴的脉冲喷雾，可能是出简单，操作复杂，而且由于是接触式测量，会对于减少对喷雾场的干扰的考虑，其铜管间的间距喷雾场产生不同程度的影响；从上世纪80年代达到3．8mm。值得注意的是铜管内径只有以来，随着光学技术和计算机技术的高速发展，1．7mm，因此提高了集液器的空间分辨率。出现了各种非接触式测量技术，比较有代表性的McVeyls将各个集液管内的液

7、体引入对应的计量有PDA、PIV、PLIF以及摄影测试技术等。下面管，计量管的气体受到压缩，采用压力传感器测简单介绍近年来常用的喷雾场测试技术原理。量气体的压力变化就可以计算收集的液体体积和质量，相应的，管内液体的排出也达到半自动化1收集法水平，该集液器的测量精度可以达到1％。除收集法之外，大多数传统的喷雾场机械测试方法已经较少应用了。收集法可以进行喷雾场的流强和混合比测量，是光学测量技术的有效补充，Puschmann认为收集法要比PDA对喷雾场的测量更可信⋯，实际上在很多情况下，都采用收集法对新发展的光学测量技术进行检查和标定

8、。因此收集法在喷雾场测量领域一直都有应用，并被不断发展完善。吴晋湘等设计了一种两相探针可以进行喷雾场气液两相流强的测量，这是一种单点测量方法怯3】。为了减少测试时间，提高测试效率，将集液管组合布置是一种常用的方法。图l和图2为典型的集液装置图【l】。由于径向集液