多孔网幕泡破压力预测模型的建立及实验验证

金属多孔网幕具有比表面积大、物理稳定性好等诸多优点,广泛应用于推进剂在轨气液分离及相变传热等领域。泡破压力是衡量其相分离性能的关键参数,可根据多孔介质的有效泡破孔径确定。然而多孔网幕的孔隙结构极其复杂,泡破孔径计算仍未有通用且高效的方法。建立了一种基于三维孔隙结构的多孔网幕泡破压力的通用型解析模型。该模型仅依赖于多孔网幕的几何结构参数,无须实验即可有效预测多孔网幕的泡破压力。模型预测结果与本文实验及文献实验中不同网幕规格、低温及常温工质数据吻合良好,平均误差仅为8%,表明该解析模型具有普适性和准确性,可为基于多孔网幕的液体获取装置的设计与性能预测提供参考。     

以最佳温度均匀度为目标的常压热循环系统结构参数优化

用数值模拟的方法对常压热循环系统试验箱内试件模型的降温过程进行了研究。研究了不同结构参数下试验箱内试件模型的降温速率及温度均匀度变化规律。结果表明,当模型位于试验箱中心位置时,由于试件模型的阻碍,在其上底面出现滞止区,而在底部产生高温回流区域。试件模型降温速率随离地高度的增加而逐渐加快,最终可在7 h内完成降温过程,最大温度标准差降低至最初的25%。改变试件模型形状,可改变底部回流区域大小,进而加快降温过程的进行。相对于竖直方向上的流体出入方式,流体从侧面出入更有利于降温过程的进行,可明显提高降温速率,改善温度均匀度,将最大温度标准差降低到流体竖直送入方式下的40%。