Page 14 - 《爆炸与冲击》2023年第2期

第 43 卷 杨 帆，等： 煤油液滴直径对两相旋转爆轰发动机流场的影响 第 2 期
w
∞
D f(D)dD
0
D = w (24)
∞
f(D)dD
0
f(D) 为流场中液滴直径的概率密度分布函数，等式右边分母值为 1。
式中：

0.04 Droplet diameter/μm 0.04 Droplet diameter/μm

Y/m 0.02 1 3 5 7 9 11 13 Y/m 0.02 2 6 10 14 18 22

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
X/m X/m
(a) 10 μm (b) 20 μm
0.04 Droplet diameter/μm 0.04 Droplet diameter/μm

2 6 10 14 18 22 26 2 8 14 20 26 32 38
Y/m 0.02 Y/m 0.02

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
X/m X/m
(c) 30 μm (d) 40 μm
0.04 Droplet diameter/μm 0.04 Droplet diameter/μm

Y/m 0.02 5 15 25 35 45 Y/m 0.02 5 15 25 35 45 55 65

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
X/m X/m
(e) 50 μm (f) 70 μm
图 14 不同初始液滴直径的液滴直径等值线分布
Fig. 14 Droplet diameter distribution for different initial droplet diameters

图 15 为液滴平均直径随初始液滴直径变化
的函数分布。可以看出，除 10 µm 工况外，随着 3.5
初始直径的增大，流场的液滴平均直径先减小后 3.32
缓慢增大。40～70 µm 的初始液滴直径工况范 3.0 2.89
围内，流场平均液滴直径比 10～30 µm 工况更小
且差别不大。这再次验证了较大初始直径的液 Mean diameter/μm 2.5 2.60
滴更易破碎。可以推断出对于较大的初始液滴 2.13
直径，不同的初始液滴直径受相同的高速空气流 2.0 1.95 2.04
剪切破碎后，总是会破碎成差别不大的液滴直径。
1.5
图 16 展示了在 X=0.02 m、Y=0.01 m 监测点 10 20 30 40 50 60 70
Initial droplet diameter/μm
处 计 算 所 得 的 爆 轰 波 平 均 速 度 、 压 力 和 温 度 。
可以看出，随着初始直径增大，爆轰波的压力波 图 15 液滴平均直径随初始液滴直径变化的函数分布
动变化，而爆轰波的温度变化趋势则与爆轰波速 Fig. 15 Droplet mean diameter as a function of
the initial droplet diameter
度变化趋势基本一致。

022101-11