壁面組合孔噴注增強混合研究

劉　昊，賀云龍，劉曉偉

（1.西安航天動力研究所，陜西西安710100；2.航天推進技術研究院，陜西西安710100）

壁面組合孔噴注增強混合研究

劉昊1，賀云龍2，劉曉偉1

（1.西安航天動力研究所，陜西西安710100；2.航天推進技術研究院，陜西西安710100）

為增強超聲速氣流中壁面噴注的燃料射流與氣流混合，提出了一種壁面組合孔噴注方式。通過對單孔及組合孔噴注方式燃料射流流場仿真結果的對比分析發現，采用壁面噴注孔噴注燃料時，燃料射流與來流的混合過程在射流近場穿透深度起主導作用，而在射流遠場渦則起主導作用。計算結果表明，采用壁面組合孔噴注氫氣時，燃料射流增強了流場展向渦量，從而在射流遠場獲得了更好的射流與來流混合。

超聲速氣流；組合孔，噴注；混合增強

0　引言

超聲速氣流中噴注燃料要求快速實現燃料與氣流混合及燃燒，壁面噴注由于方案簡單易行，并且較支桿/板等插入式結構對來流的干擾小，引起了眾多學者關注。壁面噴注最常見的方式為壁面垂直噴注［1-3］，此時噴注的燃料和超聲速主流相互作用，在噴嘴前形成弓形激波，導致附面層分離，使得燃料在噴嘴上游與主流空氣以亞聲速混合，實現火焰穩定傳播。同時，燃料射流引發周期性大尺度渦結構，促進了燃料與空氣的混合。但在高馬赫數時，噴嘴前的弓形激波增強導致過高的總壓損失。采用一定角度噴注，可降低總壓損失，射流的軸向動量還可提供部分凈推力，但相關研究表明近場混合效果會被減弱［4-6］。……