喷注器通道流动解析解和数值解.PDF

竺 航 学 报 第 期 年 月 宇 二 喷注器通道流动解析解和数值解 陈 杰 国防科技大学 文摘 本 文对 变推力液体火 箭发 动机 喷注器 通道 内介质流动进 行求解 。 简化解 析解直观 反 映 了喷注 器 几 何参 数 、 工 作参数 以及介 质物性 参 数 如 何影 响推进 剂流 、 。 量 流量 系数和最大出 口 速度 等 量 采 用 算法 的数值解, 模拟 了通道 内的层流 与湍流流动。 将 数值解 与实验 结果 比较表 明, 根据流态 合适地选 用数值模 型可 以较 好地模拟 喷注 器 通道 内的流动过程 。 。 主厄词 液 体推进 剂火箭发 动机, 喷注 器 , 数值计算 一 、 引 言 变推力 液体火箭发动机采用改变喷注面积的推力调节方案时 , 其 喷注器几何参数与工作 参数均随工作状 况而改变。 了解喷注器几何参数 、 工作参数 和介质物性参数如何影 响介质流 量 、 流量系数 和最大 出 口速度 等量非常重要 。 针阅 因为要获得 良好 的推进剂喷雾场和燃烧效率 , 要求精确控制组元 比与喷注速度 。 而这项工作 要靠实验来完成相当 困难 。 本文从解析与 数值 分析的角度对该工作进行 了探讨 。 组元 研 究 的变推力发动机采用 了一种 同轴环形 缝 隙式喷注器 。 喷注器示意图见 图 当调 开度 节推力 时 , 一种组元在喷注器 通 道 内 的 流动 数为 一 , 而 另一种 组 元 的 数为 。 于 喷注 环 由 该 器 缝 的 曲率半径与缝晾厚度之 比较大 大于 , 图 环形缝隙咬注器示意图 故可 以把环形缝隙通道 内的流 动近似地简化成 两平行平板之 间的流动来求解。