针栓式喷注器液膜下漏率预估模型

发布时间：2023-02-21 08:08

　　为了对针栓式喷注器液膜下漏率进行准确预测,基于针栓式喷注单元喷雾场结构分析,结合理论推导、数值仿真及试验研究3种方法建立了液膜液束各自变形的相对变形量模型;在考虑液膜液束变形的基础上,引入相互影响系数表征多喷注单元间相互影响,建立了实际阻塞率和实际下漏率模型。通过数值仿真及试验结果的多参数充分验证,结果表明:理论预估模型与数值仿真及试验结果一致性较好。液膜液束相互作用下,液膜绕液束流动和液束根部横截面前后缘位置移动不同步导致的展向变宽分别是液膜和液束发生变形的主因,且有效动量比越大,液膜相对变形越大,液束相对变形越小。对于一定阻塞率的几何结构,结果表明:下漏率随着有效动量比的增大而增大,增大趋势呈先快后缓,且实际下漏率均小于几何下漏率,这是由膜束变形导致的实际阻塞率比几何阻塞率更大造成的。另外,发现液膜下漏率仅与表征流场结构(有效动量比)及几何结构的无量纲参数(液膜厚度与液束直径之比和阻塞率)有关,与喷射速度的绝对值无关,并给出了模型中的常系数供工程设计预估使用,对从设计初期就考虑针栓头的热防护问题具有重要的指导意义。

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【文章目录】：
1 数学物理建模过程
    1.1 采用的数值方法
        1.1.1 流动控制方程
        1.1.2 气液相界面捕捉及表面张力
    1.2 计算域模型
2 多喷注单元试验装置及试验测量系统
    2.1 多喷注单元试验装置
    2.2 试验测量系统
    2.3 试验数据处理
3 理论建模分析
    3.1 下漏率基本定义及相关分析
    3.2 液膜相对变形量模型
    3.3 液束相对变形量模型
    3.4 实际阻塞率模型及下漏率模型
4 模型验证与结果分析
5 结 论



本文编号：3747439