10.3.2 基于动态抛撒条件的模拟云雾浓度检测试验
选取铝粉和玉米淀粉两种粉尘作为模拟燃料，径向分散速度为220m/s。动态抛撒条件下燃料分散脉冲载荷如表10-4所示，脉冲载荷分别为0.5MPa、0.6MPa、1.01MPa，对应的分散初始速度分别为178m/s、278m/s、357m/s。
表10-4 不同驱动载荷时冲击波及模拟抛撒速度
对高速摄像机拍摄的铝粉、玉米淀粉分散后的云雾分散图像进行分析，得到图10-14所示的不同模拟阻力气流速度下铝粉与玉米淀粉云雾分散半径随时间变化的曲线。从图10-15（a）可以看出，随着阻力气流速度的增加，铝粉云雾分散半径不断增加，当气流速度为357m/s时，云雾轴向分享距离约为190cm。从图10-15（b）可以看出，当气流速度为357m/s时，云雾轴向分享距离为175cm。因此，铝粉和玉米淀粉云雾沿阻力气流方向分散的最大半径分别为190cm、175cm，径向分散有效半径为120cm。
图10-14 铝粉、玉米淀粉云雾分散半径随时间变化曲线
（a）铝粉；（b）玉米淀粉
图10-15为模拟动态抛撒条件下云雾分散试验布置。为了使高速摄像机能够清楚地拍到模拟动态抛撒时阻力气流作用下的云雾分散，将喷嘴按照120°角度分割，选取120°扇面分散方向进行云雾形态分析。左侧激波产生的阻力气流由左向右作用于径向分散的云雾。云雾浓度分布测量分散距离基于云雾分散范围分别设定为50cm、100cm、150cm，且分别在三个距离处设置三对激光传感器及双频超声传感器，激光与传感器间距离为100cm，超声传感器接收端与发射端的间距为2cm。
图10-15 模拟动态抛撒条件燃料云雾浓度测量布置图
图10-16为使用高速摄像机、双频超声复合浓度检测系统同时检测模拟动态抛撒铝粉云雾浓度时的分布及误差分布。从图10-16可以看出，在三种高速阻力气流速度下，云雾区内稀疏区与稠密区交替出现的频率更高，模拟动态抛撒条件下铝粉云雾浓度的振荡比模拟静态抛撒条件下铝粉云雾浓度的变化更为剧烈；分布趋势随着抛撒时间和分散距离的增加，云雾浓度逐渐降低。固定分散距离时，云雾浓度均先增长后降低。双频超声复合浓度检测系统获得的云雾浓度检测数据与图像法获得的数据相比测试误差小于10%，系统的测试一致性和可重复性较好。
图10-17为使用高速摄像机、双频超声复合浓度检测系统同时检测模拟动态抛撒玉米淀粉云雾浓度时的分布及误差分布。从图10-17可以看出，三种阻力气流速度下，玉米淀粉云雾浓度分布趋势与铝粉一致，随着抛撒时间和分散距离的增加，云雾浓度逐渐降低。固定分散距离时，云雾浓度均先增长后降低。双频超声复合浓度检测系统获得的云雾浓度检测数据与高速摄像获得的数据相比测试误差小于10%，系统的测试一致性和可重复性较好。
图10-16 模拟动态抛撒铝粉云雾浓度及误差数据（铝粉分散初始速度178 m/s）
（a）分散距离50 cm；（b）分散距离100cm；（c）分散距离150cm
图10-16 模拟动态抛撒铝粉云雾浓度及误差数据（铝粉分散初始速度278 m/s）（续）
（d）分散距离50cm；（e）分散距离100cm；（f）分散距离150cm
图10-16 模拟动态抛撒铝粉云雾浓度及误差数据（铝粉分散初始速度378 m/s）（续）
（g）分散距离50cm；（h）分散距离100cm；（i）分散距离150cm
图10-17 模拟动态抛撒玉米淀粉云雾浓度及误差数据（玉米淀粉分散初始速度178 m/s）
（a）分散距离50 cm；（b）分散距离100 cm；（c）分散距离150 cm
图10-17 模拟动态抛撒玉米淀粉云雾浓度及误差数据（玉米淀粉分散初始速度278 m/s）（续）
（d）分散距离50cm；（e）分散距离100cm；（f）分散距离150cm
图10-17 模拟动态抛撒玉米淀粉云雾浓度及误差数据（玉米淀粉分散初始速度378 m/s）（续）
（g）分散距离50cm；（h）分散距离100cm；（i）分散距离150cm