一种能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板制造技术

本发明专利技术公开了一种能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板，包括顶盖、中间连接板、底座和若干个液体中心型气液同轴喷嘴；顶盖与中间连接板之间形成密封的集液腔；底座与中间连接板之间形成密封的集气腔；每个液体中心型气液同轴喷嘴均包括液体内喷嘴和外围气喷嘴；所有外围气喷嘴均竖直布设在与集气腔相对应的底座中；每个液体内喷嘴均包括液喷管和储液室；储液室沿周向均匀布设有若干个进液孔；液喷管均同轴插设在对应的外围气喷嘴中，液喷管外壁面与对应外围气喷嘴之间形成环缝形的气体直流喷射通道。本发明专利技术不仅可以研究单个喷嘴的雾化特性，还可以通过调整喷嘴个数和喷嘴间距研究多个喷嘴之间喷雾相互关系对雾化特性的影响。化特性的影响。化特性的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板


[0001]本专利技术涉及液体火箭发动机喷雾燃烧
，特别是一种能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板。

技术介绍

[0002]液体火箭发动机是航天运载器和飞行器的主要动力装置。燃烧不稳定表征为压力振荡和热释放的周期性变化，直接决定了燃烧室和发动机的稳定性。燃烧不稳定被认为是动态过程(雾化、蒸发、混合和化学反应)与燃烧室声学振荡相耦合的结果。喷嘴是供应系统与燃烧室连通的纽带，其雾化效果极大的影响着后续燃料的蒸发、混合和燃烧，对发动机燃烧不稳定研究有着重要影响。
[0003]目前对于单个喷嘴的雾化特性的研究较多，但在发动机工作的实际过程中，喷嘴往往是按一定的规律成组的分布在喷注面板上，喷雾之间的相互关系将会影响喷嘴整体的雾化特性。因此，研究相邻多个喷嘴喷雾之间的相互关系具有重要的工程运用价值。
[0004]喷嘴的排列方式决定了整个喷注器的混合规律，并对蒸发和燃烧过程有着明显的影响，很大程度上决定了喷注器的性能优劣。
[0005]液体火箭发动机喷嘴的排列必须满足性能、稳定性和可靠性要求。为了满足这些要求，喷嘴通常采用同心圆式的排列方式，这种排列方式的特点是所有喷嘴都位于一系列的同心圆上，并且沿着同心圆的半径方向喷嘴的个数依次增加，其可分为中心区主喷嘴、边区喷嘴和外围喷嘴，通过调节不同区域的混合比分布等方法来提高烧的稳定性。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板，该能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板不仅可以研究单个喷嘴的雾化特性，还可以通过调整喷嘴个数和喷嘴间距研究多个喷嘴之间喷雾相互关系对雾化特性的影响。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板，包括顶盖、中间连接板、底座和若干个液体中心型气液同轴喷嘴。
[0008]顶盖同轴密封安装在中间连接板的顶面中心，且顶盖与中间连接板之间形成密封的集液腔。
[0009]底座同轴密封安装在中间连接板的底面中心，且底座与与中间连接板之间形成密封的集气腔。
[0010]每个液体中心型气液同轴喷嘴均包括液体内喷嘴和外围气喷嘴。
[0011]所有外围气喷嘴均竖直布设在与集气腔相对应的底座中，且均与集气腔相连通。
[0012]每个液体内喷嘴均包括液喷管和同轴设置在液喷管顶部的储液室；储液室沿周向均匀布设有若干个进液孔。
[0013]所有液体内喷嘴均竖直且密封安装在中间连接板上，每个液体内喷嘴的储液室均位于集液腔中，且每个进液孔均与集液腔和储液室相连通。
[0014]每个液体内喷嘴的液喷管均同轴插设在对应的外围气喷嘴中，液喷管外壁面与对应外围气喷嘴之间形成环缝形的气体直流喷射通道。
[0015]液体内喷嘴为离心式液喷嘴，储液室为旋流室，每个进液孔均为与旋流室圆周相切的切向孔。
[0016]外围气喷嘴的数量不少于三个，每次仅使其中两个外围气喷嘴同时工作，将其余外围气喷嘴进行密封封堵；通过调整同时工作的两个外围气喷嘴之间的间距，从而能够研究不同喷嘴间距下喷雾间相互关系对整体雾化特性的影响。
[0017]外围气喷嘴的数量不少于五个，因而液体中心型气液同轴喷嘴的数量也不少于5个；通过改变而液体中心型气液同轴喷嘴同时工作的个数，则能研究喷嘴排列方式对多喷嘴喷雾之间相互关系对整体雾化特性的影响。
[0018]通过改变液体内喷嘴中液喷管的厚度，则能外围气喷嘴和液体内喷嘴之间的气体直流喷射通道的环缝面积，进而能够研究环缝面积对雾化特性的影响。
[0019]通过改变液体内喷嘴中液喷管的长度，则能改变液喷管在对应外围气喷嘴中的插入深度，也即能够改变液体内喷嘴和对应外围气喷嘴之间的缩进长度，进而能够研究缩进长度对雾化特性的影响。
[0020]顶盖上设置有气体供应管和液体供应管；其中，液体供应管伸入集液腔中，用于向集液腔内供应液体推进剂；气体供应管伸入集气腔中，用于向集气腔中供应气体推进剂。
[0021]中间连接板的顶面中心一体设置有凸台，顶盖底部密封套设在凸台的外周，顶盖与凸台之间形成密封的集液腔；中间连接板的底面中心一体设置有法兰盘，底座密封安装在法兰盘底面；底座与法兰盘内腔围合形成密封的集气腔。
[0022]外围气喷嘴的数量为五个。
[0023]液体内喷嘴中液喷管中心的液体喷射通道包括从上至下依次布设的等直段和出口扩张段；其中，等直段的顶部通过收缩段与储液室相连通。
[0024]本专利技术具有如下有益效果：1、底座上的外围气喷嘴两两之间的距离不同，从而可以研究不同喷嘴间距下喷雾之间的相互关系对于整体雾化特性的影响；改变喷嘴同时工作的个数，即可以研究喷嘴排列方式对多喷嘴喷雾之间相互关系对整体雾化特性的影响。
[0025]2、集液腔的液体推进剂通过离心式液喷嘴的切向孔进入液体喷射流道，外围气喷嘴为直流喷嘴，二者搭配即为液体中心型离心式喷嘴。
[0026]3、通过改变液体内喷嘴的厚度，即可改变外围气喷嘴和液体内喷嘴之间的环缝面积，从而可以研究环缝面积对雾化特性的影响。
[0027]4、通过改变液体内喷嘴的长度，即可改变中心液体内喷嘴和外围气喷嘴之间的缩进长度，从而可以研究缩进长度对雾化特性的影响。
[0028]5、本专利技术模块化程度高、结构紧凑、稳定性好。以上的研究方法不仅可以单独研究，还可以交叉混合研究，可以基本满足真实火箭发动机的工作状况，具有非常重要的工程运用价值。
附图说明
[0029]图1显示了本专利技术能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板的三维示意图。
[0030]图2显示了本专利技术能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板的三维纵剖面图。
[0031]图3显示了本专利技术中底座的三维结构示意图。
[0032]图4显示了本专利技术中的中间连接板的顶面结构示意图。
[0033]图5显示了本专利技术中的中间连接板的底面结构示意图。
[0034]图6显示了本专利技术中顶盖的顶面结构示意图。
[0035]图7显示了本专利技术中顶盖的底面结构示意图。
[0036]图8显示了本专利技术中液体内喷嘴的纵剖面图。
[0037]图9显示了本专利技术中液体内喷嘴的切向孔的剖面图。
[0038]其中有：1.顶盖；11.顶盖固定孔；12.气体供应管；13.液体供应管；14.气体供应管轴向密封槽；2.中间连接板；21.内部固定孔；22.液体内喷嘴固定孔；23.顶盖密封槽；24. 气体供应管穿孔；25.外部固定孔；26.凸台；3.底座；31.底座固定孔；32.外围气喷嘴；33.底座密封槽；4.液体内喷嘴；41.切向孔；42.旋流室；43.收缩段；44.轴向密封槽；45.等直段；46.出口扩张段；5.集气腔；6.集液腔。
具体实施方式
[0039]下面结合附图和具体较佳实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板，其特征在于：包括顶盖、中间连接板、底座和若干个液体中心型气液同轴喷嘴；顶盖同轴密封安装在中间连接板的顶面中心，且顶盖与中间连接板之间形成密封的集液腔；底座同轴密封安装在中间连接板的底面中心，且底座与与中间连接板之间形成密封的集气腔；每个液体中心型气液同轴喷嘴均包括液体内喷嘴和外围气喷嘴；所有外围气喷嘴均竖直布设在与集气腔相对应的底座中，且均与集气腔相连通；每个液体内喷嘴均包括液喷管和同轴设置在液喷管顶部的储液室；储液室沿周向均匀布设有若干个进液孔；所有液体内喷嘴均竖直且密封安装在中间连接板上，每个液体内喷嘴的储液室均位于集液腔中，且每个进液孔均与集液腔和储液室相连通；每个液体内喷嘴的液喷管均同轴插设在对应的外围气喷嘴中，液喷管外壁面与对应外围气喷嘴之间形成环缝形的气体直流喷射通道。2.根据权利要求1所述的能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板，其特征在于：液体内喷嘴为离心式液喷嘴，储液室为旋流室，每个进液孔均为与旋流室圆周相切的切向孔。3.根据权利要求1所述的能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板，其特征在于：外围气喷嘴的数量不少于三个，每次仅使其中两个外围气喷嘴同时工作，将其余外围气喷嘴进行密封封堵；通过调整同时工作的两个外围气喷嘴之间的间距，从而能够研究不同喷嘴间距下喷雾间相互关系对整体雾化特性的影响。4.根据权利要求1所述的能研究多喷嘴间喷雾关系的火箭发动机喷注面板，其特征在于：外围气喷嘴的数量不少于五个，因而液体中心型气液同轴喷嘴的数量也不少于5个；通过改变而液体中心型气液同轴喷嘴同时工作的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄卫东，曹炜，仝毅恒，高玉超，姜传金，谢远，楚威，任永杰，徐伯起，杨云帆，闫常春，闫康，聂万胜，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：