液态CO₂射流雾化

揭示高压环境下液态CO₂射流从热力学主导到双机制协同的破碎雾化规律。

Hu, Jiaming · Chunbo, Hu · Zhu, Xiaofei · Li, Yue · Che, Yanhong · Wei, Ronggang · 李超

Acta Astronautica 2024

参数信息

质量流量

5.9–9.1 g/(mm²·s)

环境压力（双峰分布区间）

1–2.5 MPa

技术优势

喷注器设计有了定量依据

研究建立了破碎长度和索特平均直径与韦伯数、雅各布数的函数关系，设计者可直接用这些关联式预测CO₂在不同喷注条件下的雾化效果，无需重复实验。

揭示了粒径分布的双机制

当环境压力足够低时热力学机制主导，粒径呈单峰分布；1–2.5 MPa时热力学与机械破碎机制共同作用，粒径呈双峰分布。这帮助理解高压下CO₂的破碎行为，为控制雾化质量提供理论指导。

应用场景

• 火星推进：直接服务火星Mg/CO₂火箭发动机喷注器设计，评估雾化性能。
• CO₂工质动力循环：为超临界/跨临界CO₂动力循环中的喷射器设计提供雾化数据。
• 低温流体喷射：研究低温流体在高压下的闪蒸破碎特性，用于优化低温推进剂喷注。