本发明专利技术一种用于雾化机理研究试验平台的防溅装置，包括侧壁、一级百叶结构和二级百叶结构，侧壁用于固定和支撑两级百叶结构。同时侧壁的最下方开有矩形凹槽；一级百叶结构由若干个平行叶片组成，叶片倾斜角度放置于两个侧壁之间，叶片顶端与侧壁顶端平齐，叶片两端与两侧壁固连；叶片的A-A截面形状为平行四边形，其中锐角角度与叶片倾斜角度相等，相邻叶片首尾处于同一竖直平面内，二级百叶结构由若干个平行叶片组成，叶片倾斜角度放置于两个侧壁之间；叶片顶端位于叶片正下端；叶片两端与两侧壁固连；叶片A-A截面形状为平行四边形，锐角角度与叶片倾斜角度相同。本发明专利技术有效防止溅水现象的发生，同时对试验时水雾的消除起到进一步增强的作用。
【技术实现步骤摘要】
一种用于雾化机理研究试验平台的防溅装置
本专利技术涉及火箭发动机
，特别是涉及一种用于雾化机理研究试验平台的防溅水装置。
技术介绍
喷嘴雾化性能好坏直接影响火箭发动机、空气加热器等燃烧装置的燃烧效率进而影响其性能。液体或两相流介质从喷嘴喷出，一般经历连续液膜阶段、一次破碎阶段和二次破碎阶段，针对喷嘴雾化的每一个阶段，国内外研究者都进行过详细研究，但在雾化的机理问题上仍未达成一致共识。国防科大李清廉、吴里银等人设计并搭建雾化机理研究试验平台，采用相位多普勒分析仪(PDA)、激光粒度分析仪、高速相机等先进光学仪器对各种火箭发动机常用喷嘴雾化性能进行研究，致力于揭示喷嘴雾化的内在规律。吴里银在2012年申请了“雾化机理研究试验平台”国家专利，申请号为201210483054.9。如图2所示。指出雾化研究中存在“雾气缭绕”问题，影响流场观察和测量，特别是光学设备的使用，专利技术通过雾气抽吸方法使在进行喷嘴雾化试验时尽可能减少液雾对试验测量的影响。但是在试验过程中，当液体流量较大，且有气体辅助雾化时，液体射流集中且速度高，射流冲击排水槽底部，产生强烈的溅水现象，水滴溅起并进入测量区域影响雾化测量精度，且溅起的水滴易飞出试验台喷雾收集槽从而影响试验室环境。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题：雾化机理研究试验平台在使用过程中存在的溅水现象，进而影响雾化测量精度。本专利技术提供了一种用于雾化机理研究试验平台的防溅装置。有效防止溅水现象的发生，同时对试验时水雾的消除起到进一步增强的作用，提高雾化测量精度。本专利技术一种用于雾化机理研究试验平台的防溅装置，包括侧壁、一级百叶结构和二级百叶结构，所述侧壁用于固定和支撑两级百叶结构。同时侧壁的最下方开有矩形凹槽；所述一级百叶结构由若干个平行叶片I组成，叶片I倾斜角度γ放置于两个侧壁之间，叶片I顶端与侧壁顶端平齐，叶片I两端与两侧壁固连；叶片I的A-A截面形状为平行四边形，其中锐角角度α与叶片I倾斜角度γ相等，相邻叶片I首尾处于同一竖直平面内。二级百叶结构由若干个平行叶片II组成，叶片II倾斜2γ角度放置于两个侧壁之间；叶片II顶端位于叶片I正下端；叶片II两端与两侧壁固连；叶片IIA-A截面形状为平行四边形，其中锐角角度与叶片II倾斜角度相同。优选的，所述叶片截面平行四边形倾斜边长度l与该边对应的高h的比值范围为30-40。叶片的尺寸同时满足公式1、2的要求：截面平行四边形倾斜边长度l，高h，锐角角度α，射流二分之一锥角β。本专利技术所采用的技术方案是：水滴溅起的原因主要是液体动量大，击打在排水槽底部尚未排出的水面上，引起液滴飞溅。本专利技术利用百叶窗结构使喷嘴出口液体射流不直接作用于排水槽底部液面上，配合抽吸装置，有效防止溅水现象的发生。当液体射流高速击打在一级百叶结构上，液滴破碎成更小的液滴，同时运动方向发生改变，液滴继续运动，或继续击打在一级百叶结构上继续破碎和转向，或通过一级百叶结构继而进入二级百叶结构，液滴在二级百叶结构中或发生撞击破碎然后进入排水槽，或直接通过二级百叶结构进入排水槽。同时，利用抽吸装置对撞击中形成的液雾和小液滴进行抽吸，防止液雾和小液滴向上运动。有益效果是：1、本专利技术避免了液体射流与排水槽中液面的直接撞击，射流在与一级百叶结构和二级百叶结构的撞击中发生破碎和转向，进入排水槽时液体动量被削弱，不会与排水槽中液体产生剧烈撞击从而产生严重的溅水现象；2、抽吸装置将液体射流在撞击破碎过程中产生的细小液滴、液雾向下抽吸，使得液雾不会升起从而影响上游试验的测量；3、抽吸装置还可以在一定程度上使较大的液滴向抽吸气流流动的方向运动，对阻止液滴在破碎过程中向上溅起起到一定作用；4、部分液体依然会因为撞击破碎和在排水槽中的反溅而向上运动，但是该部分向上运动的液体的总质量和动量都比未加防溅水装置前小，而且由于两级百叶结构的阻挡，真正溅入上游并影响测量结果的液滴很少，实际应用中发现，该部分液滴几乎没有。附图说明图1：本专利技术防溅水装置结构及工作原理示意图图2：现有技术雾化机理研究试验平台的弥散喷雾抽吸机构的结构示意图。图3：本专利技术防溅水装置在雾化机理研究试验平台中的安装示意图图4：本专利技术防溅水装置结构图图5：本专利技术中一级百叶结构叶片结构图图5a：图3A-A剖视图图5b：图5a中M部分的放大图具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细的描述。本专利技术防溅水装置如图4所示，包括侧壁21、一级百叶结构22和二级百叶结构23。侧壁21用于固定和支撑两级百叶结构，侧壁的最下方开有矩形凹槽，用于排水。一级百叶结构22由若干个平行叶片I221组成，叶片I221倾斜角度γ放置于两个侧壁21之间，叶片I221顶端与侧壁21顶端平齐，叶片I221两端与两侧壁21固连。叶片I221的A-A截面形状为平行四边形，其中锐角角度α与叶片I221倾斜角度γ相等，从而使叶片I221与侧壁21固连后截面四边形的一边保持竖直。相邻叶片I221首尾处于同一竖直平面内，如BC与DE共线。叶片I221尺寸及倾斜角γ的确定遵循以下原则：一，其截面平行四边形倾斜边长度l与该边对应的高h的比值范围为30～40；二，其倾斜角度γ与截面平行四边形锐角角度α相等；三，液体射流与同一叶片I221撞击次数不超过一次；四，液体射流与叶片I221撞击反射后不会继续撞击在相邻叶片I221的竖直面内(DE)；五，一级百叶机构的堵塞比小于0.2。具体计算过程如下：第一步：确定叶片I221截面平行四边形倾斜边长度l以及与其对应的高h；第二步：确定叶片倾斜角度α及截面平行四边形锐角角度。假设射流以最大倾斜角度β即射流二分之一锥角击打在叶片I221上，根据原则二、原则三和原则四要求，需满足击打在叶片I221顶端的射流反射后击打在相邻叶片I221倾斜面上且再次反射后直接通过一级百叶结构。同时满足以下两个判据即可：判据一：判据二：例如：取h＝3mml＝90mml/h＝30，射流二分之一锥角β＝5°，得到叶片I221倾斜角度γ＝10°，其截面平行四边形锐角角度α＝10°，相邻叶片I221之间的水平距离d＝15.6mm，一级百叶结构堵塞比λ＝0.195。得到的一级百叶结构满足设计要求。二级百叶结构23由若干个平行叶片II231组成，叶片II231倾斜2γ角度放置于两个侧壁21之间；叶片II231顶端位于叶片I221正下端；叶片II231两端与两侧壁21固连；叶片本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于雾化机理研究试验平台的防溅装置，包括侧壁(21)、一级百叶结构(22)和二级百叶结构(23)；所述侧壁(21)用于固定和支撑两级百叶结构，侧壁的最下方开有凹槽；所述一级百叶结构(22)由若干个平行叶片(221)组成，叶片(221)倾斜角度γ放置于两个侧壁(21)之间，叶片(221)顶端与侧壁(21)顶端平齐，叶片(221)两端与两侧壁(21)固连；叶片(221)的A‑A截面形状为平行四边形，平行四边形的锐角角度α与叶片(221)倾斜角度γ相等，相邻叶片(221)首尾处于同一竖直平面内；所述二级百叶结构(23)由若干个平行叶片(231)组成，叶片(231)倾斜2γ角度放置于两个侧壁(21)之间；叶片(231)顶端位于叶片(221)正下端；叶片(231)两端与两侧壁(21)固连；叶片(231)A‑A截面形状为平行四边形，其中锐角角度与叶片(231)倾斜角度相同。
【技术特征摘要】
1.一种用于雾化机理研究试验平台的防溅装置，包括侧壁(21)、一级百叶结构(22)和二级百叶结构(23)；所述侧壁(21)用于固定和支撑两级百叶结构，侧壁的最下方开有凹槽；所述一级百叶结构(22)由若干个平行叶片I(221)组成，叶片I(221)倾斜角度γ放置于两个侧壁(21)之间，叶片I(221)顶端与侧壁(21)顶端平齐，叶片I(221)两端与两侧壁(21)固连；叶片I(221)的A-A截面形状为平行四边形，平行四边形的锐角角度α与叶片I(221)倾斜角度γ相等，相邻叶片I(221)首尾处于同一竖直平面内；所述二级百叶结构(23)由若干个平行叶片II(231)组成，叶片II(231)倾斜2γ角度放置于两个侧壁(21)之间；叶片II(231)顶端位于叶片I(221)正下端；叶片II(231)两端与两侧壁(21)固连；叶片II(231)A-A截面形状为平行四边形，其中锐角角度与叶片II(231)倾斜角度相同；所述叶片I(221)、叶片II(231)的尺寸同时满足公式1、2的要求：
【专利技术属性】
技术研发人员：吴里银，张家奇，李清廉，王振国，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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