распыливание, движение и испарение совокупности капель разных
диаметров. Существует множество различных способов распылива-
ния [6], среди которых следует выделить гидравлический, как наибо-
лее часто встречающийся в принципиальных схемах смесеобразова-
ния ракетных и реактивных двигательных установок. Основным фак-
тором, приводящим к диспергированию жидкости, является давление
нагнетания. Физику процесса распыливания можно представить сле-
дующим образом. Проходя через форсунку поток ускоряется и пре-
образуется в форму, способствующую быстрому и эффективному рас-
паду. В общем случае распад жидкости вызывают несколько факторов,
а именно: капиллярные и внешние инерционные силы, турбулентные
пульсации, кавитация. В зависимости от способа диспергирования мо-
гут превалировать один, либо несколько из перечисленных возмуще-
ний, но главной причиной разрушения струи является развитие в ее
объеме колебательных процессов. Возникновение последних обусло-
влено действиями аэродинамических сил, деформирующих и разры-
вающих струю, и вибрациями, являющимися следствием качества из-
готовления форсунки и ее конструктивных особенностей. Начальные
возмущения появляются одновременно и могут накладываться друг на
друга, поэтому поверхностные колебания в зависимости от наложения
фаз начальных возмущений и степени рассеяния энергии колебаний
могут затухать, возрастать либо стабилизироваться [7, 8]. Рост и зату-
хание колебаний обусловливаются физическими свойствами окружа-
ющей среды и режимом вытекания жидкости из соплового отверстия.
В зависимости от начальной скорости потока возможно образование
единичных капель, коротких струй и неравномерных капель, капель с
приблизительно одинаковыми размерами, полидисперсной смеси ка-
пель. Причем на практике последнее является наиболее вероятным.
Процесс движения капель в потоке продуктов сгорания в значи-
тельной мере будет определяться их начальным диаметром. Скорость
сравнительно тяжелых фракций существенно отличается от скорости
газового потока. При этом для крупных капель характерны скорее
процессы дробления. Легкие фракции, обладая стабильным для дан-
ных условий диаметром, увлекаются струей и часто испаряются без
дробления. Вместе с тем существенное влияние на рабочий процесс
оказывают акты столкновения различных фракций, результаты кото-
рых неоднозначны и определяются множеством факторов, таких как
скорость капель относительно друг друга, импульс и др.
После выхода из форсунки поток жидкости начинает распадаться,
при этом начальный диаметр образующихся капель зависит от ряда па-
раметров, к которым можно отнести давление в КС
p
к
, перепад давле-
ния на форсуночной головке
Δ
р
ф
, начальную температуру жидкости
T
0
и ее физические свойства (плотность
ρ
ж0
и коэффициент поверх-
ностного натяжения
σ
ж0
)
, радиус сопла форсунки
r
c
и еe конструкцию.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 4 73
