(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211201690.8 (22)申请日 2022.09.29 (71)申请人 西安航天动力研究所 地址 710100 陕西省西安市雁塔区航天基 地飞天路289号 (72)发明人 许婷　郭灿琳　银晋瑞　魏学峰　 林源　苗青源　向路　 (74)专利代理 机构 中国航天科技专利中心 11009 专利代理师 孙建玲 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 低温/常温液液离心式喷嘴的结构及性能设 计方法及装置 (57)摘要 本发明提供了一种低温/常温液液离心式喷 嘴的结构及性能设计方法及装置， 根据进入外喷 嘴的低温流体参数和外喷嘴技术参数， 确定外喷 嘴结构和性能参数； 根据进入二次喷注孔的低温 流体参数和二次 喷注孔技术参数， 确定二次 喷注 孔结构参数； 根据进入内喷嘴的常温流体参数及 内喷嘴技术参数， 确定内喷嘴结构和性能参数。 本发明方法及装置适用于常温液体与低温液体 掺混情况下的离心式喷嘴的结构参数及性能参 数确定， 可依据液体物性数据、 性能指标参数及 接口结构参数， 基于长期试验所得到的经验公式 及流体动力学进行确定； 采用该方法避免了设计 过程中的重复建模与反复仿真问题， 为离心式喷 嘴设计提供了快速设计方法。 权利要求书3页 说明书6页 附图3页 CN 115481509 A 2022.12.16 CN 115481509 A 1.一种低温/常温液液离心式喷嘴的结构及性能设计方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： 根据进入外喷嘴的低温流体参数及给定的外喷嘴技术参数， 包括： 外喷嘴低温液体流 量qo、 缩进室混合比r、 外喷嘴压降Δpl、 外喷嘴出口直径dc、 低温液体密度ρo、 外喷嘴切向孔 数目n， 确定以下至少一个外喷嘴结构参数和性能参数， 包括： 外喷嘴流量系数μ、 外喷嘴切 向孔直径dbx、 外喷嘴等效流通面积A、 底部气体涡流直径dg、 外喷嘴有效截面系数γ、 外喷嘴 喷雾角 α 、 外喷 嘴出口轴向速度vaxial、 外喷嘴出口总速度vtol及外喷嘴出口径向速度vradial； 根据给定和分析得到的外喷嘴的结构参数及性能参数， 在离心式喷嘴上设置满足性 能 要求的外喷 嘴结构。 2.根据权利要求1所述的一种低温/常温液液离心式喷嘴的结构及性能设计方法， 其特 征在于， 所述外喷嘴流量系数 μ、 外喷嘴切向孔直径dbx、 外喷嘴等效流通面积A、 底部气体涡 流直径dg、 外喷嘴有效截面系数γ、 外喷嘴喷雾角 α、 外喷嘴出口轴向速度vaxial、 外喷嘴出口 总速度vtol及外喷嘴出口径向速度vradial通过以下 方式确定： 外喷嘴流量系数 μ， 外喷嘴切向孔 直径dbx， 外喷嘴等效流 通面积A， 底部气体涡流 直径dg， dg＝dc[1， lgA,(lgA)2,(lgA)3,(lgA)4,(lgA)5,(lgA)6]·[a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6]T； 外喷嘴有效截面系数γ， 外喷嘴喷雾角 α， 外喷嘴出口轴向速度vaxial， 外喷嘴出口总速度vtol， vtol＝vaxial/cos( α )； 外喷嘴出口径向速度vradial， 其中， a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8为液流实验得到的经验系数。 3.一种低温/常温液液离心式喷嘴的结构及性能设计方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： 根据进入二次喷注孔的低 温流体参数和给定的二次喷注孔技术参数， 包括二次喷注孔 低温液体流量qo2、 低温液体密度ρo、 单个矩形孔宽度b1、 矩形孔长度h、 矩形孔数目n2及二次 喷注孔喷嘴压降Δp2， 确定二次喷注孔矩形孔深度b2； 根据给定和分析得到的二次喷注孔的权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115481509 A 2结构参数， 在离心式喷 嘴上设置满足性能要求的二次喷注块结构。 4.根据权利要求3所述的一种低温/常温液液离心式喷嘴的结构及性能设计方法， 其特 征在于， 所述 二次喷注孔矩形孔深度b2通过以下 方式确定： 其中， a10,a11,a12为液流实验得到的经验系数。 5.一种低温/常温液液离心式喷嘴的结构及性能设计方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： 根据进入内喷嘴的常温流体参数及给定的内喷嘴技术参数， 包括内喷嘴常温液体流量 qf、 常温液体密度ρf、 内喷嘴压降Δpl2、 内喷嘴出 口直径dc2、 内喷嘴切向孔数目n3及内喷嘴 流道壁厚度修正值wg， 确定以下至少一个内喷嘴结构参数及性能参数， 包括： 内喷嘴流量系 数 μ2、 内喷嘴等效流通面积 A2、 内喷嘴切向孔直径dbx2、 内喷嘴出口端壁厚Δh、 内喷嘴有效截 面系数γ2， 内喷嘴喷雾角 α2、 内喷嘴出口轴向速度vaxial2、 内喷嘴出口径向速度vradial2及内 喷嘴出口总速度vtol2； 根据给定和分析得到的内喷嘴的结构参数及性能参数， 在离心式喷 嘴上设置满足性能要求的内喷 嘴结构。 6.根据权利要求5所述的一种低温/常温液液离心式喷嘴的结构及性能设计方法， 其特 征在于， 所述内喷嘴流量系数 μ2、 内喷嘴等效流通面积A2、 内喷嘴切向孔直径dbx2、 内喷嘴出 口端壁厚Δh、 内喷嘴有效截面系数γ2， 内喷嘴喷雾角 α2、 内喷嘴出口轴向速度vaxial2、 内喷 嘴出口径向速度vradial2及内喷嘴出口总速度vtol2通过以下 方式确定： 内喷嘴流量系数 μ2， 内喷嘴切向孔 直径dbx2， 内喷嘴等效流 通面积A2， 内喷嘴出口端壁厚Δ h， Δh＝0.5(dg‑dc2)‑wg； 内喷嘴有效截面系数γ2， 内喷嘴喷雾角 α2， 内喷嘴出口轴向速度vaxial2， 内喷嘴出口径向速度vradial2， 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115481509 A 3