[发明专利]一种可视化再生喷雾实验装置和方法

说明书

本发明公开了一种可视化再生喷雾实验装置和方法，包括锁合装置、上支撑盘、差动活塞、透明容器、支撑杆和下支撑盘，差动活塞的下端穿过上支撑盘伸入所述透明容器，锁合装置用于对差动活塞的上端限位，上支撑盘、差动活塞与透明容器包围的空间为液腔，下支撑盘、差动活塞与透明容器包围的空间为气腔，差动活塞的芯杆能够在差动活塞基体内沿轴向移动，差动活塞基体上设置有流液通道，芯杆沿轴向移动时能够实现流液通道的打开和闭合。本发明利用高压气体作用差动活塞，复现再生喷雾过程，并且采用透明的实验装置，解决了再生喷雾过程的观测难题，较好地反映了点火初期压力较低时再生式液体发射药火炮的射流雾化过程。

技术领域

本发明属于射流雾化技术领域，涉及一种可视化再生喷雾实验装置和方法。

背景技术

再生喷雾装置是再生式液体发射药火炮的核心机构。再生喷雾装置利用差动活塞两侧液体药与燃气压力的压力差将液体药不断喷入燃烧室雾化燃烧，形成再生喷雾原理。火炮发射时，燃烧室内燃气推动差动活塞压缩贮液室内液体药，液体药在差动活塞两侧压力差作用下从活塞喷口高速喷入燃烧室雾化并燃烧，燃烧生成的高压燃气将弹丸从身管中发射出去。

再生喷雾性能对再生式液体发射药火炮膛内燃烧稳定性与内弹道性能具有重要影响。然而，在发射期间差动活塞高速运动，并且喷射时间短、流速高，特别是再生喷雾燃烧过程是在炮膛内封闭条件下进行，这些因素导致直接观察和测量再生喷雾性能非常困难。目前，对于射流雾化质量的可视化研究普遍采用固定喷口，分别控制环境背压和喷射压力的方法(例如中国专利：一种研究喷嘴喷注雾化特性的实验装置201010588610.X号)，此类实验方法并未运用再生式液体发射药火炮的差动原理，并不符合再生式液体发射药火炮的射流雾化环境，不能较好地复现再生式液体发射药火炮的射流雾化现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可视化再生喷雾实验装置和方法，利用高压气体作用差动活塞，复现再生喷雾过程，并且采用透明的实验装置，解决了再生喷雾过程的观测难题，较好地反映了点火初期压力较低时再生式液体发射药火炮的射流雾化过程。

本发明所采用的技术方案是：

一种可视化再生喷雾实验装置，包括锁合装置、上支撑盘、差动活塞、透明容器、支撑杆和下支撑盘，所述支撑杆用于连接上支撑盘和下支撑盘，所述透明容器固定于所述上支撑盘和所述下支撑盘之间，

所述差动活塞的下端穿过上支撑盘伸入所述透明容器，所述锁合装置位于上支撑盘上用于对所述差动活塞的上端限位，所述上支撑盘、所述差动活塞与所述透明容器包围的空间为液腔，所述下支撑盘、所述差动活塞与所述透明容器包围的空间为气腔，所述差动活塞包括差动活塞基体和芯杆，所述芯杆位于所述差动活塞基体内且能够在所述差动活塞基体内沿轴向移动，所述差动活塞基体上设置有流液通道，所述芯杆沿轴向移动时能够实现流液通道的打开和闭合，所述流液通道打开时所述液腔内的液体能够通过差动活塞内的喷口喷出至所述气腔，所述流液通道闭合时所述液腔与气腔不连通。

进一步地，所述锁合装置包括旋转压钩和旋转压板，所述旋转压钩和旋转压板与上支撑盘的顶部铰接，所述旋转压钩包括闭锁面，所述旋转压板包括与所述闭锁面配合的闭锁端。

进一步地，所述支撑杆包括多个，每个所述支撑杆的上端与上支撑盘固定连接、下端与下支撑盘固定连接。

进一步地，所述上支撑盘设有至少一个注液孔，所述下支撑盘设有至少一个加压孔。

进一步地，所述上支撑盘、所述下支撑盘与透明容器接触位置设有密封结构，所述上支撑盘与所述差动活塞接触位置设有密封结构。

进一步地，所述差动活塞还包括位于下端的差动活塞端盖，所述芯杆与所述差动活塞端盖之间形成所述喷口。

进一步地，所述芯杆能够在上极限位置和下极限位置之间移动，在所述上极限位置时所述芯杆被所述差动活塞基体内的台阶面限位，在所述下极限位置时所述芯杆与所述差动活塞端盖抵靠。