李想1,李军伟2,李强3,韦彭威1,陈晨4,付青山5
摘要: 为了了解固体火箭发动机喷管内两相流场的速度分布,设计了一种二维平面可视化喷管,建立了针对喷管流场的速度在线测试系统,采用含氧化铝颗粒的低燃温固体推进剂,进行发动机点火实验,通过粒子图像测速技术,获得了喷管扩张段内部分区域的流场速度,并采用数值仿真方法,研究了可视化喷管侧面盖板的截断长度、喷管形状对两相流场的影响。研究结果表明:实验测得的喷管内流场最高轴向速度达到了1850 m/s,流场内混合有碳烟团和氧化铝颗粒,随着碳烟团的浓度沿纵向加重,流场区域的图像灰度由明转暗;减小可视化喷管侧面盖板的截断长度,使截断初始位置远离喷管喉部,颗粒在扩张段的扩散角由24.3°减小至21.5°,颗粒轨迹更向直边壁面集中;形状会对颗粒在拉瓦尔喷管中的流动造成影响,在半边方形喷管的收敛段及喉部位置处,受直边壁面的约束,颗粒会与壁面发生反复碰撞,形成暂时“滞留”在喉部区域的现象,将喷管形状由半边方形改变为全尺寸方形后,颗粒较燃气速度的最大滞后值减小了46.9%。
中图分类号: