压力波对垂直管低温气液掺混冷凝的影响

发布时间：2024-02-24 02:43

　　为了分析高压补燃液氧煤油发动机氧泵间管内气液两相掺混冷凝及其压力波传播过程,建立了可产生压力扰动的垂直管低温气液两相掺混实验系统,以氧气/液氧为实验工质,开展压力波对垂直管内低温气液两相掺混冷凝的影响研究,获得了不同压力波频率和氧气流量工况下的掺混图像,分析结果表明:压力波会使发散流型由微弱振荡冷凝向间歇振荡冷凝转变,使椭圆流型由稳定冷凝向振荡冷凝转变;在0～52 Hz不同频率压力波作用下,发散流型最大轴向冷凝长度与掺混孔径之比在10～30之间,椭圆流型的比值在8～15之间变化;压力波对气相摆动频率起主导性和正相关性的影响。

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【部分图文】：

图1实验系统示意图

可产生压力扰动的垂直管低温气液两相掺混实验系统主要包括液相管路、气相管路、两相掺混管路和压力扰动装置,如图1所示。通过调节汽蚀文氏管和音速喷嘴的上游压力可分别控制液相管路和气相管路的流量。垂直放置的两相掺混管路以某高压补燃液氧煤油发动机泵间管为原型,根据几何相似进行缩尺设计;将泵....

图2光学图像采集示意图

实验系统采用溅射薄膜压力传感器采集压力信号,精度为0.1%;采用K型热电偶和PT热电阻分别测量气/液相工质温度,精度为0.5K;采用MS75KCMOS高速摄影仪进行光学图像采集,帧率为1000fps,分辨率为504×504,背景光源使用无频闪的LED背光灯,如图2所示。1....

图3压力信号及其频谱图

对图2中接近压力扰动装置测点处的压力信号进行带通滤波处理和快速傅立叶变换,将其主频作为压力波频率进行调节控制。图3给出了某实验工况下经过信号处理的压力信号及其频谱图,其中压力信号采样频率为2000Hz,压力波主频为25Hz。采用高速摄影仪逆光拍摄得到的垂直管内两相掺混冷凝的....

图4轴向冷凝长度定义

采用高速摄影仪逆光拍摄得到的垂直管内两相掺混冷凝的图像如图4所示,其中白色区域为液相区,黑色区域为气相区,包括气相核心区及脱离的气泡,灰色区域为气液混合区。轴向冷凝长度L定义为气相自混流孔沿轴向的穿透距离。实验前预先在玻璃管壁上沿轴向标定刻度,通过轴向刻度值与像素点对应比例,可得....

本文编号：3908392