杨　辉，刘维来，冯志华，徐宝剑，高达睿

(中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，安徽 合肥 230027)

Design of Measurement System of Droplet Size Two-dimensional Distributionin Supersonic Atomization Field

YANG Hui，LIU Weilai，FENG Zhihua，XU Baojian，GAO Darui

(Department of Precision Machinery and Precision Instrumentation，University of Science and Technology of China，Hefei 230027，China)

超声速雾化粒径二维分布测量系统设计

杨辉，刘维来，冯志华，徐宝剑，高达睿

(中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，安徽 合肥 230027)

Design of Measurement System of Droplet Size Two-dimensional Distributionin Supersonic Atomization Field

YANG Hui，LIU Weilai，FENG Zhihua，XU Baojian，GAO Darui

(Department of Precision Machinery and Precision Instrumentation，University of Science and Technology of China，Hefei 230027，China)

摘要：为获得航空煤油在超声速气流中喷射雾化后粒径二维分布信息，设计了基于PLIF/Mie双光谱成像法的测量系统。介绍了PLIF/Mie双光谱测量原理，设计了测量实验平台，包括超声速风洞、煤油喷射系统、光路、成像系统和时序控制单元等。实验表明，该测量系统能应用于超声速雾化场的粒径二维分布测量研究。

关键词：煤油雾化；超声速气流；粒径测量；PLIF/Mie图像

中图分类号：TH741.4

文献标识码：A

文章编号：1001-2257(2015)07-0053-04

收稿日期：2015-03-09

基金项目：国家自然科学基金资助项目(11272309)

作者简介：杨辉(1988-)，男，四川达州人，硕士研究生，研究方向为雾化场仿真与光电测量技术；刘维来(1970-)，男，安徽六安人，博士，讲师，主要研究方向为测控技术和雾化场激光测量技术，通讯作者。

Abstract：In order to obtain the drop-size of the atomization of kerosene in a supersonic airstream, a measurement system is designed based on PLIF/Mie scatter light imaging. A measurement principle is introduced. An experiment platform is designed comprising a supersonic wind tunnel, a kerosene injection system, an optical system, an imaging device, and a timing controller. The results show that the measurement system can be applied to drop-sizing in two-dimensional in supersonic atomization field.

Key words：kerosene atomization；supersonic airstream；droplet sizing；PLIF/Mie images

0引言

超燃冲压发动机是高超声速飞行器最理想的动力装置之一，是目前世界各国竞相发展和研究的热点领域之一。超燃冲压发动机的性能关键在于燃料(特别是液体燃料)的破碎、雾化和掺混过程。煤油超燃雾化现象和粒径测量极具挑战性，尽管该问题已得到广泛研究，但有待于发展雾化场粒径分布的精细在线测量方法，以便给煤油超燃发动机研制，特别是燃烧室设计和评价提供基础性数据。

非侵入式、高分辨率激光诊断在液体雾化场粒径测量中已广泛应用，正逐渐发展应用于超声速气流条件下的液体雾化。……