高温高压环境下煤油液滴蒸发过程实验研究.pdf

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1、第43卷第2期2017年4月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．43，No．2Apr．2017高温高压环境下煤油液滴蒸发过程实验研究刘松，聂万胜，苏凌宇，石天一，刘瑜(中NA-民解放军装备学院，北京101416)摘要：应用高速摄影系统和图像处理技术研究了煤油液滴在温度473～773K、压力1．0～4．0MPa静止气体环境下的蒸发过程，得到了环境温度与环境压力对煤油液滴特性的影响规律。实验结果表明：环境温度低于573K时，煤油液滴蒸发D2曲线不符合俨定律；环境温度高于673K低于773K时，液滴直径变化与扩定律吻合。环境压力对液滴蒸发的影响与环境温度密切相关，环境

2、温度低于473K时，随着环境压力的升高，液滴蒸发速率变慢；环境温度高于673K时，随着环境压力的升高液滴蒸发速率加快。关键词：煤油液滴；蒸发特性；实验研究中图分类号：V433—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2017)02—0025—07ExperimentalinvestigationonevaporationprocessofkerosenedropletsathighpressureandhightemperatureLIUSong，NIEWansheng，SULingyu，SHITianyi，LIUYu(EquipmentAcademy,PLA，Beijing1014

3、16，China)Absent：Aninvestigationontheevaporationcharacteristicsofkerosenedropletsintemperaturerangeof473-773Kandpressurerangeof1．0-4．0MPawasperformedwithhigh—speedCCDcamerasystemandimageprocessingtechnologyinthestaticgasenvironment．Theeffectlawofambienttemperatureandpressureontheevaporatingprocessof

4、kerosenedropletswereobtained．TheexperimentalresultsshowsthatthekerosenedropMtevaporation／Tcurvedoesnotconformtothe俨1awwhentheambienttemperatureiSbelow573Kandthediametervariationofthekerosenedropletconformstothe俨lawwhentheambienttemperatureiSwithin673～773K．Theinfluenceofexperimentalpressureondroplet

5、evaporationiscloselyrelatedtoambienttemperature．Vvhentheambienttemperatureislowerthan473Kthedropletevaporationratebecomesslowwiththeincreaseofambientpressure．Whentheambienttemperatureishigherthan673Kthedropletevaporationrateisincreasedwiththeincreaseofambientpressure．IC,商jwords：kerosenedroplet；evap

6、orationcharacteristic；experimentalinvestigation收稿日期：2016—10一10；修回日期：2017--02—13基金项目：超临界压力蒸发过程及其对压力震荡的响应机理研究(6132390102)作者简介：刘松(1987一)，男，硕士，研究领域为液体火箭发动机推进技术火箭推进2017年4月0引言煤油作为动力燃料燃烧释放能量产生动力，需要先后经过雾化、蒸发、混合和燃烧等过程，其中蒸发过程主要以液滴形态进行，因此研究煤油液滴的蒸发特性，对于分析燃烧过程有着重要的实际应用意义。目前国内外对液滴蒸发过程已进行全面的理论研究[1-51，构建了多种液滴蒸发模型，

7、并通过模型分析了液滴蒸发特眭。针对燃料液滴蒸发过程开展了大量实验研究，国外Hiroyasu等人对丁烷与乙醇液滴进行了高温高压下的蒸发实验(6】，Ghassemi等人进行了高温高压环境中的煤油液滴蒸发实验[71，取得了比较系统的实验数据。国内研究多集中于理论模型优化、仿真计算方法改进，对液滴蒸发过程的实验研究较少。苏凌宇对低压环境中与压力震荡环境中的液滴蒸发进行了分析阎；马力对高温气流中的液滴蒸发特性进行了实验