一种自激振荡气体射流辅助雾化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及应用复杂流体雾化的领域，具体涉及一种自激振荡气体射流辅助雾化
目.0
【背景技术】
[0002]振荡射流在液体雾化、强化换热、清洗、切割等领域有重要应用。当射流从喷口喷出时，自激振荡会加速射流失稳，从而促进射流的破碎及雾化。利用流体接近凸出的固体表面时会改变其运动方向的性质一一即柯安达效应，以及流体反馈回路，可实现气体射流的自激振荡。对于强化换热，振荡射流会破坏边界层，提高对流换热系数，使换热加强。在射流切割和清洗领域，振荡的射流会提高冲击效果。以往使射流产生振荡的方法都是外加可往复运动的机构对射流进行强迫扰动，而往复运动机构往往结构复杂，会增加很多额外的重量和维护成本。
[0003]目前，随着航天动力装置对高能源的追求，含金属颗粒的推进剂成为推进剂的一个重要发展方向。然而，添加金属成分虽能提高推进剂的比冲等参数，但却使推进剂的粘度极大地提高，甚至呈现非牛顿流体的性质。此类添加有金属成分的复杂流体难于雾化，而目前火箭发动机中针对复杂流体雾化的使用，仍是常规的牛顿流体雾化方法及常规喷嘴，但由于复杂流体区别于普通推进剂，其具有高粘度的特性，造成这些常规的雾化方法和喷嘴的雾化效果并不理想，而且这些喷嘴往往结构复杂，制造成本高。因此，设计出能对复杂流体产生良好雾化效果的喷嘴是未来推进系统中应用高能推进剂的关键技术之一。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供了一种自激振荡气体射流辅助雾化装置。
[0005]本发明提供了一种自激振荡气体射流辅助雾化装置，该装置设有连通的入口、振荡腔、反馈回路和气体喷口，及独立设置的液体喷口；其中，所述入口接通振荡腔，该振荡腔的出口连通所述气体喷口，在振荡腔出口附近设有若干条反馈回路返回连接到所述振荡腔的入口处；所述液体喷口靠近气体喷口，并在结构上独立于上述四部分，用于产生液体射流，在振荡气流的作用下雾化。
[0006]在一些实施例中，优选为，所述入口的形状向振荡腔方向为收缩状，所述振荡腔为沿入口向出口由窄渐宽的长方体空腔，在所述振荡腔出口处设有用于阻挡部分振荡腔的出口的凸起。
[0007]在一些实施例中，优选为，所述凸起的形状为三角形、方形或其它形状。
[0008]在一些实施例中，优选为，所述振荡腔的出口处，气体喷口处设有楔形物体，将气体喷口分为两个气体喷口，所述液体喷口设于两个气体喷口之间。
[0009]—种自激振荡气体射流辅助雾化装置，包括主板和与主板密封盖合的盖板，所述主板设有如上所述的入口、振荡腔、反馈回路、气体喷口和液体喷口；在所述盖板上对应所述入口相应的位置设有气体管接头，对应所述液体喷口相应的位置设有液体管接头。
[0010]在一些实施例中，优选为，所述主体和盖板用螺栓固定。
[0011 ]在一些实施例中，优选为，所述主体和盖板之间设有橡胶圈。
[0012]本发明的自激振荡气体射流辅助雾化装置，利用柯安达效应及流体逻辑反馈，使气体介质产生周期性振荡并经气体喷口喷出，产生自激振荡的射流，并通过振荡的气体射流作用于液体射流，改善液体的雾化效果，可用于液体雾化、清洗等领域。
[0013]由于本发明设有两个气体喷口，两个气体喷口的气体射流交替喷出，而液体喷口处的液体射流连续喷出，由于伯努利效应的影响，气流速度较大时，气体压力较小，液体射流上下方向所受压力不同，此压力差使液体射流能够加速破裂。
[0014]通过使用本发明制备的自激振荡气体射流辅助雾化装置，将气体介质的自激振荡，作用于液体射流，加速液体射流的破裂，进而改善复杂流体的雾化效果，有效提高液体火箭发动机的燃烧效率和比冲。
【附图说明】
[0015]图1为本发明自激振荡气体射流辅助雾化原理图。
[0016]图2为本发明一优选的主板的结构示意图。
[0017]图3为本发明一优选的盖板的结构示意图。
[0018]其中，1-入口；2-振荡腔;3-反馈回路;4-反馈回路;5-气体喷口 ； 6_气体喷口 ； 7_楔形物;8-液体喷口； 9-凸起；I O-主板;20-盖板；11-气体管接头；12-液体管接头;21-振荡腔入口； 22-振荡腔出口； 23-振荡腔上表面;24-振荡腔下表面;33-螺栓孔。
【具体实施方式】
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面请参考附图并结合实施例来详细说明本发明，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。
[0020]为了解决目前复杂流体雾化，雾化方法和喷嘴的雾化效果不理想，喷嘴结构复杂，制造成本高等不足，本发明提供一种自激振荡气体射流辅助雾化装置。
[0021]实施例1
[0022]—种自激振荡气体射流辅助雾化装置:该装置设有连通的入口、振荡腔、反馈回路和气体喷口，及独立设置的液体喷口；其中，所述入口接通振荡腔，振荡腔出口连接所述气体喷口，在振荡腔出口附近设有若干条反馈回路返回连接到振荡腔入口处;液体喷口在结构上独立于上述四部分，用于产生液体射流，在振荡气流的作用下雾化。
[0023]具体地，如图1所示，该装置的入口I的形状向振荡腔方向为收缩状，振荡腔2为沿入口向出口由窄渐宽的长方体空腔，在所述振荡腔出口处设有用于阻挡部分振荡腔的出口的凸起9。凸起可在振荡腔出口 22处上下均有设置，凸起的形状根据需求可设计为三角形、方形、圆弧形或其它形状。
[0024]在振荡腔的上方和下方布置上下两条反馈回路3和4，其均连通振荡腔出口22与振荡腔入口 21。
[0025]为了形成双股自激振荡间歇射流，在振荡腔的出口22处，气体喷口处设有楔形物体7，将气体喷口分为两个气体喷口 5和6，将液体喷口 8设于两个气体喷口之间。
[0026]结合图1对本发明装置的原理说明如下:气体介质从入口I流入装置内部，进入振荡腔2后形成一股气体射流。这股射流具有双稳态一一即在柯安达效应的作用下，射流具有偏转向振荡腔上、下任一表面的可能性，而且偏转向上表面和下表面的概率是相等的。假设射流偏转向振荡腔的上表面，则在振荡腔靠近出口位置会有一小部分射流沿着靠近上表面的反馈回路3流到振荡腔入口位置。沿反馈回路流到振荡腔入口 21位置的小股射流与主射流相互作用，使得主射流偏离振荡腔上表面23，转而偏转向振荡腔下表面24。在靠近振荡腔出口 22位置，一小部分射流沿着靠近下表面24的反馈回路4流到振荡腔入口 21位置，使得主射流又偏转向振荡腔上表面23。该过程周而复始，从而在振荡腔2内引起周期压力振荡。当主射流从气体喷口喷出时，形成