研究气体的喷射特性,用于指导发动机燃油供给系统的设计和燃烧室有效组织燃烧。基于粒子图像测速技术(PIV),对不同温度、不同压差下气体喷射的特性进行了对比研究。通过试验分析和图像处理等手段对射流流场及涡结构、气体射流边界扩展、喷嘴轴向流速衰减规律、断面流速分布等进行了总结。试验表明:射流边界呈线性扩展,可用锥角大小来表征其特性,锥角随压差的减小而增大,且增幅明显,温度对其也有一定影响。喷嘴射流的轴向速度与射流距离成反比,而速度的影响面积随射流距离的增大而增大,温度的增大使得相同压差下的轴向速度相应增大,断面流速的分布存在很大的相似性光器、激光脉冲同步器、片光源光学元件、CCD和计算机采集处理分析软件。激光器为Nd:YAG脉冲激光器，输出谱线倍频为532nm，单脉冲最大激光输出能量为800mJ，脉冲重复频率为10Hz，脉冲宽度为4ns;片光源光学元件包括柱面和球面透镜。使用ImagerPro-X2M型自相不同温度气体-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机关/互相关CCD相机捕捉图像，其分辨率为1600×1200，帧率可达10帧/s，它将图像传送到计算机内的采集卡。采集卡将CCD相机送来的图像数字化，然后传给计算机进行处理。同步器与激光器、CCD相机、帧抓取器及计算机相连，使各部件协调运行。2．2试验系统气路如图1所示，试验台主要由高压气源，试验管路，示踪粒子加入装置，加热系统，测控系统，PIV拍摄系统组成。本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 喷嘴通过管道与作为高压气源的储气瓶相连接，喷嘴与储气瓶间由减压阀和气体流量控制器控制，主气流管路加热段和喷嘴间引出一支路，为粒子发生器提供高压气流，这一过程由另一对减压阀和气体流量控制器控制，由粒子发生器产生的示踪粒子经这一支路在加热段之后注入主管路。主气路和支气路的减压阀和气体流量控制器共同控制出口处压强，以满足不同试验条件的要求。气体流量控制器的另一个作用是控制喷流的开始和关闭;加热段采用变功率的电柜进行加热，在加热段和喷嘴之间有压力计和热电偶，用于观察试验过程中压力和温度的变化情况。减压阀和气体流量控制器的开启和关闭由手动控制，整个试验过程中传感器参数使用NI系列板卡采集并回传到计算机上显示/保存，供试验过程中监视及试验后分析使用。图1气体喷射特性试验系统试验中采用氮气作为工质，示踪粒子采用二氧化钛(平均粒径1μm)，用旋流式示踪粒子加入装置(原理如图2所示)提供粒子，由支路高压氮气将粒子带入管路，粒子跟随气流由喷嘴射流，PIV拍摄系?的时间间隔会导致粒子位移过大，使图像的相关性降低，无法计算出正确的速度，过短的时间间隔会导致粒子位移过小，无法区分移动前后的粒子。因此采用适当的时间间隔直接影响到试验的成败。不同的压力下应该采用不同的时间间隔，见表1。表1不同压差下合适的时间间隔压差(MPa)时间间隔t(μs)试验结果和讨论3．1射流流场及断面速度分布规律射流流场能够直观反映射流结构和喷射的发展过程，以压力为0．25MPa，温度为300K，喷嘴直径为1mm试验工况为例进行显示和分析。由图3(a)粒子图像和图4(a)不同轴向距离断面的粒子浓度分布图，可以看出整个流动呈现出明显的射流特征。在流动的过程中，由于气流黏性和湍流横向脉动作用，不断地将周围的介质粘连和裹挟走一部分，旋涡卷吸周围流体进入射流，卷吸与掺混作用的结果使得射流截面不断扩大，流速不断降低，流量沿程增加。射流边界实际上是一个由紊动涡体和周围势流交错组成的不规则面。气体一旦喷出，喷孔处的气体就从周围扩散，由于连续的喷气，以及已喷入的介质与周围空气的相互作用，氮气还是集中于喷射方向，且在轴向上距离喷孔处越远气体浓度越低，在径向上距离轴线越远，气体浓度越低，直到射流半径处接近于零。图3(b)给出了气体喷射的速度矢量分布变化规律，容易发现，当氮气喷入空气，在喷孔正下方流场速度高达245m/s，方向为沿轴线向上，相对于外围空气的微弱流动，氮气射流显得非常强烈。随着连续地喷气，射流持续发展，并从喷嘴轴线处沿径向发展，对周围流场影响范围越来越大。另外，由于射流具有较大动量以及周围空气的阻碍作用，射流开始卷吸周围的介质，并在射流外侧形成自上而下的涡，随着射流的发展，涡旋区域下不同温度气体-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/