[发明专利]一种液体燃料雾化过程中两相测量方法及系统

说明书

本发明实施例涉及一种液体燃料雾化过程中两相测量方法及系统。一种液体燃料雾化过程中两相测量方法，所述方法包括：光源生成设备，生成光束，并传输至光源整形设备；光源整形设备，对所生成的光束进行整形，并耦合至液核；成像设备，在液态燃料二次破碎扩散相中，获取光束诱导预设类型的染料所在波段的光信号；针对光信号，采集双帧第一图像；对双帧第一图像进行互相关分析，获取速度空间分布矢量图；成像设备，在液态燃料二次破碎湍流疏运相中，针对示踪粒子，采集双帧第二图像；对双帧第二图像进行互相关分析，获取速度空间分布矢量图；其中时序同步设备，生成同步脉冲信号，用于对光源生成设备与成像设备的同步。

技术领域

本发明实施例涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种液体燃料雾化过程中两相测量方法及系统。

背景技术

常温及低温液态燃料，被广泛应用于航空航天发送机推进剂，氧化剂通常以气态形式与推进剂在燃烧室内进行燃烧，形成推动力。气液两相燃烧特性与液态雾化特性紧密相关。

液态燃料雾化过程，主要分为液体一次破碎和二次破碎。其中，一次破碎过程，特指液体燃料连续液柱分离区，关键描述参数为穿透深度；二次破碎过程中，液体燃料分裂为小液滴，伴随强热物性变化。两次破碎过程决定了液体燃料雾化过程中的增强和混合率。两次破碎过程决定了液体燃料雾化增强和混合率。

目前急需一种对液体燃料雾化过程中二次破碎扩散相以及湍流疏运相的空间分布和速度信息的测量技术方案，用于阐明雾化机理，提升发动机燃烧效率。

发明内容

鉴于此，为解决现有技术中技术问题，本发明实施例提供液体燃料雾化过程中两相测量方法及系统。

第一方面，本发明实施例提供一种液体燃料雾化过程中两相测量方法，应用于液体燃料雾化过程中两相测量系统，所述系统包括：光源生成设备、光源整形设备、成像设备以及时序同步设备，预先在液态燃料添加预设类型的染料，以及在液态燃料添加示踪粒子，所述方法包括：

光源生成设备，生成光束，将所生成的光束传输至光源整形设备；

光源整形设备，对所生成的光束进行整形，将经过整形的光束耦合至液核；

成像设备，在液态燃料二次破碎扩散相中，获取光束诱导预设类型的染料所在波段的光信号；针对所述光信号，采集双帧第一图像；对所述双帧第一图像进行互相关分析，获取液态燃料二次破碎扩散相的速度空间分布矢量图；

成像设备，在液态燃料二次破碎湍流疏运相中，针对所述示踪粒子，采集双帧第二图像；对所述双帧第二图像进行互相关分析，获取液态燃料二次破碎湍流疏运相的速度空间分布矢量图；

其中时序同步设备，生成同步脉冲信号，用于对光源生成设备与成像设备的同步。

在一个可能的实施方式中，所述预先在液态燃料添加预设类型的染料，包括：

预先在液态燃料添加荧光染料；

所述在液态燃料添加示踪粒子，包括：

在液态燃料均匀播撒预设体积分数的示踪粒子。

在一个可能的实施方式中，所述光源生成设备为激光光源设备，用于为液态燃料二次破碎扩散相以及液态燃料二次破碎湍流疏运相提供脉冲激光光源；

所述光源生成设备，生成光束，将所生成的光束传输至光源整形设备，包括：

光源生成设备，生成双脉冲激光光束，将所生成的双脉冲激光光束传输至光源整形设备；

所述光源整形设备，对所生成的光束进行整形，将经过整形的光束耦合至液核，包括：

光源整形设备，对所生成的双脉冲激光光束进行整形，将经过整形的双脉冲激光光束耦合至液核；