In this study, inert liquid sprays are generated by impinging two symmetric jets of water with a central jet of water, ethanol, or n-dodecane. This configuration, referred to as an unlike triplet injector, can be used in rocket engines to atomize liquid storable propellants, for instance, hydrogen peroxide oxidizer combined to a fuel. Here, the inert sprays are investigated in the so-called impact waves regime, which corresponds to jets a Weber number of higher than 1000. The atomization process is characterized using high-magnification shadowgraphy (HMS) from the impinging point of the jets into a sheet until it breaks up into ligaments and droplets. The HMS technique enables 10 kHz visualizations with an interframe of 4 μs and a spatial resolution up to 6.4 μm/pixel (1024 × 1024 pixels). Characteristic lengths of the primary atomization are measured: breakup length, apparent wavelength, and ligaments size. Similarly, the droplet populations are described based on arithmetic and Sauter mean diameters, shape, and velocity. Statistics of large droplet distributions are analyzed regarding the injection conditions and distance to the impingement point. Compared to like-doublet spray, the like-triplet evidences a slower atomization (longer breakup distance) and generates larger drops that require more distance to stabilize in size, centricity, and velocity. Unlike-triplet sprays exhibit a similar behavior to like-triplet spray while producing larger droplets, probably because of the fuel properties that stabilize the liquid sheet.

中文翻译：

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使用高倍率阴影图对不同的三重喷雾进行实验研究：射流速度和中心射流特性的影响

在这项研究中，惰性液体喷雾是通过用中央水、乙醇或正十二烷射流撞击两个对称的水射流而产生的。这种配置被称为不同的三重喷射器，可用于火箭发动机以雾化液体可储存推进剂，例如，与燃料结合的过氧化氢氧化剂。在这里，惰性喷雾在所谓的冲击波状态下进行研究，这对应于韦伯数高于 1000 的射流。雾化过程的特征是使用从射流的撞击点到直到它分解成韧带和液滴。HMS 技术支持 10 kHz 的可视化，帧间为 4 μs，空间分辨率高达 6.4 μm/像素（1024 × 1024 像素）。测量初级雾化的特征长度：分裂长度、表观波长和韧带尺寸。同样，液滴数量是根据算术和 Sauter 平均直径、形状和速度来描述的。分析了关于喷射条件和到撞击点的距离的大液滴分布的统计数据。与 like-doublet 喷雾相比，like-triplet 证明雾化速度较慢（分离距离较长）并产生较大的液滴，需要更多的距离才能稳定尺寸、中心度和速度。Unlike-triplet 喷雾表现出与 like-triplet 喷雾相似的行为，同时产生更大的液滴，这可能是因为稳定液体层的燃料特性。液滴数量是根据算术和索特平均直径、形状和速度来描述的。分析了关于喷射条件和到撞击点的距离的大液滴分布的统计数据。与 like-doublet 喷雾相比，like-triplet 证明雾化速度较慢（分离距离较长）并产生较大的液滴，需要更多的距离才能稳定尺寸、中心度和速度。Unlike-triplet 喷雾表现出与 like-triplet 喷雾相似的行为，同时产生更大的液滴，这可能是因为稳定液体层的燃料特性。液滴数量是根据算术和索特平均直径、形状和速度来描述的。分析了关于喷射条件和到撞击点的距离的大液滴分布的统计数据。与 like-doublet 喷雾相比，like-triplet 证明雾化速度较慢（分离距离较长）并产生较大的液滴，需要更多的距离才能稳定尺寸、中心度和速度。Unlike-triplet 喷雾表现出与 like-triplet 喷雾相似的行为，同时产生更大的液滴，这可能是因为稳定液体层的燃料特性。like-triplet 证明了较慢的雾化（较长的分裂距离）并产生较大的液滴，需要更多的距离才能稳定尺寸、中心度和速度。Unlike-triplet 喷雾表现出与 like-triplet 喷雾相似的行为，同时产生更大的液滴，这可能是因为稳定液体层的燃料特性。like-triplet 证明了较慢的雾化（较长的分裂距离）并产生较大的液滴，需要更多的距离才能稳定尺寸、中心度和速度。Unlike-triplet 喷雾表现出与 like-triplet 喷雾相似的行为，同时产生更大的液滴，这可能是因为稳定液体层的燃料特性。