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Influence of backpressure on spray distribution characteristics of a gas-liquid pintle injector element
Received date: 2023-02-24
Revised date: 2023-03-20
Accepted date: 2023-05-05
Online published: 2023-05-12
Supported by
National Science Foundation Project(2019-JCJQ-ZQ-019);Innovation Research Groups of the National Natural Science Foundation of China(T2221002);the Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China(11902351);China Postdoctoral Science Foundation(2021MD703976)
The spray distribution characteristics of a radial-orifice gas-liquid pintle injector element were studied by experiments in different backpressure environments. A normal flow cold atomization experimental system which can provide stable backpressure in the range of 0.1-6.0 MPa and has multiple optical measurement windows was built. The atomization experiment was conducted by using filtered water and dry air instead of liquid oxygen and gas methane. The range of experimental backpressure was 0.1-1.5 MPa. The spray image of pintle injector element was obtained by using the background light imaging technology. The spray morphology and spatial distribution were studied by image processing.Results show that the spray formed by the gas-liquid pintle injector element in the backpressure environment was dense， and the spray boundary has obvious “turning” characteristic. According to the spray density distribution， the spray field is divided into three zones： spray core zone， spray boundary zone， and sparse spray zone. The influences of backpressure and local momentum ratio on radial spatial distribution range of spray are opposite. The smaller the backpressure is， the larger the local momentum ratio is， the larger the spray half angle is and the larger the envelope range of the windward boundary contour of spray is. In addition， compared with the spray half angle， the windward boundary contour of spray can better show the change of the spray spatial distribution range in the near field of the nozzle.
Ziguang LI , Peng CHENG , Qinglian LI , Xiao BAI , Pengjin CAO . Influence of backpressure on spray distribution characteristics of a gas-liquid pintle injector element[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2024 , 45(2) : 128614 -128614 . DOI: 10.7527/S1000-6893.2023.28614
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