Estudio Experimental sobre las Características Dinámicas del Inyector Coaxial de Remolino Centrado en Gas bajo Diferentes Presiones Ambientales
Autores: Zhang, Xiaoguang; Qiao, Wentong; Gao, Qixiang; Zhang, Dingwei; Yang, Lijun; Fu, Qingfei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio Experimental sobre las Características Dinámicas del Inyector Coaxial de Remolino Centrado en Gas bajo Diferentes Presiones Ambientales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Inyector coaxial de remolino centrado en gas
Contrapresión
Características dinámicas
Grosor de la película líquida
Longitud de ruptura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Para determinar las características dinámicas de un inyector coaxial de remolino centrado en gas bajo presión de retroceso, se construyó un sistema experimental de inyección dinámica en una cámara de presión de retroceso. Se utilizaron agua filtrada y nitrógeno como medios simulantes para los propelentes de cohetes, que se utilizan típicamente con este tipo de inyector. Se fabricó un pulsador de flujo inercial para generar la pulsación de los flujos que alimentan al inyector líquido. Se adoptó el método de conductividad eléctrica para medir el grosor de la película líquida. Después de probar la pulsación del flujo entrante en la línea de alimentación y validar las condiciones de operación para que el inyector comenzara a pulsar, se investigaron en detalle los efectos de la presión de retroceso de la cámara y la longitud de retracción del inyector sobre las características dinámicas de la pulverización, como el grosor de la película líquida, la longitud de ruptura y la amplitud de la pulsación. Los resultados experimentales demostraron que el aumento de la presión de retroceso de la cámara provoca que la lámina líquida se rompa antes con una longitud de ruptura más corta, lo que resulta del aumento de la densidad del gas ambiente. La presión de retroceso de la cámara suprime la pulsación del flujo de salida, especialmente para una longitud de retracción más larga. Además, una disminución en la longitud de retracción resulta en una reducción de la longitud de ruptura debido a un intenso corte gas-líquido en una sección de retracción más estrecha. Para una presión de retroceso más baja, la amplitud del flujo de salida generalmente aumenta cuando la longitud de retracción aumenta. Sin embargo, este fenómeno no es obvio para las condiciones de mayor presión de retroceso y menor frecuencia de pulsación.
Descripción
Para determinar las características dinámicas de un inyector coaxial de remolino centrado en gas bajo presión de retroceso, se construyó un sistema experimental de inyección dinámica en una cámara de presión de retroceso. Se utilizaron agua filtrada y nitrógeno como medios simulantes para los propelentes de cohetes, que se utilizan típicamente con este tipo de inyector. Se fabricó un pulsador de flujo inercial para generar la pulsación de los flujos que alimentan al inyector líquido. Se adoptó el método de conductividad eléctrica para medir el grosor de la película líquida. Después de probar la pulsación del flujo entrante en la línea de alimentación y validar las condiciones de operación para que el inyector comenzara a pulsar, se investigaron en detalle los efectos de la presión de retroceso de la cámara y la longitud de retracción del inyector sobre las características dinámicas de la pulverización, como el grosor de la película líquida, la longitud de ruptura y la amplitud de la pulsación. Los resultados experimentales demostraron que el aumento de la presión de retroceso de la cámara provoca que la lámina líquida se rompa antes con una longitud de ruptura más corta, lo que resulta del aumento de la densidad del gas ambiente. La presión de retroceso de la cámara suprime la pulsación del flujo de salida, especialmente para una longitud de retracción más larga. Además, una disminución en la longitud de retracción resulta en una reducción de la longitud de ruptura debido a un intenso corte gas-líquido en una sección de retracción más estrecha. Para una presión de retroceso más baja, la amplitud del flujo de salida generalmente aumenta cuando la longitud de retracción aumenta. Sin embargo, este fenómeno no es obvio para las condiciones de mayor presión de retroceso y menor frecuencia de pulsación.