低温液体火箭发动机模拟预冷过程的传热与压降

介绍了低温液体火箭发动机模拟预冷实验的装置及测量系统，报告了预冷实验的过程及结果，并进行了分析和讨论。     

低温液体火箭发动机循环预冷模拟试验

进行了低温液体火箭发动机自然循环预冷过程的模拟实验,试验证明了回流管进入储箱液面之上和进入液面之下的两种方案均可实现自然循环预冷,但是要维持自然循环继续进行,前者必须增加引射,而后者不需引射。模拟试验结果可供进一步试验研究参考。     

某型氢氧火箭发动机射前预冷改进方案试验研究

为了简化射前操作流程,提高火箭发射可靠性,开展了针对某燃气发生器循环氢氧火箭发动机的射前预冷方案改进研究。研究使用了两台真实发动机,在向下倾斜45°的试验台上进行了8次真实介质下的预冷试验,其中6次进行了模拟任务剖面的预冷和点火试验。试验表明,某型氢氧火箭发动机射前预冷由增压预冷改进为大流量自流预冷的方案是可行的,改进后预冷时间能够满足发射流程的要求,可以最大程度上避免液氧供应管路发生"间歇泉"不稳定现象。通过模拟任务剖面进行预冷试验,表明发动机点火前氢、氧系统均能达到预冷好条件,但氧涡轮端轴承后温度比改进前偏高。6次点火试验表明,改进后的射前预冷方案未对发动机点火、起动过程造成明显影响。     

低温推进剂火箭发动机循环预冷系统喷泉非稳现象的数值研究

通过数值模拟,分析了低温推进剂(液氧)火箭发动机循环预冷系统中喷泉非稳现象的过程与机理;计算分析了不同影响因素下的喷泉现象及行为规律;同时,参照针对竖直立管的喷泉失稳边界Murphy曲线,对比探讨了输送管几何与保温参数影响下的自然循环预冷回路的喷泉稳定性边界;进一步地,针对特定循环预冷回路,数值分析并验证了消除喷泉效应的有效措施.     

火箭液氧贮箱热分层现象数值模拟

采用CFD技术,通过对液氧贮箱内部物理场数值模拟,揭示了贮箱内部温度场的分布规律,分析了液氧热分层现象的形成过程及原因.研究表明,回流口截面以上区域传热以对流方式为主,底部区域则主要是逐层导热.贮箱内部主体区域形成轴向温度分层,底部区域产生径向温度分层,最低温度区域偏移至底部封头右侧.液相主体区产生顺时针速度漩涡,贮箱底部由于流场影响产生逆时针的速度漩涡.     

通气参数对水下两相冲压式发动机内推力影响的数值模拟研究

排水下两相冲压式发动机是基于泡状两相流在Laval喷管中运动的理论开发的一种新型发动机.采用CFD数值分析的方法对水下两相冲压式发动机的工作机理进行了初步的研究.在定常流动工况下,不考虑空气的可压缩性和热交换,设来流速度和通气角度不变,得到了发动机内推力随通气参数变化的规律.通气速度为超音速的情况下,得到发动机的内推力随着通气速度的增大而增大,但是当通气速度达到一定范围时,发动机的内推力波动较大.通入单一空气时,温度对发动机内推力几乎没有影响.通入的空气体积流量不变且其中含有水蒸汽时,空气的湿度越大,发动机内推力就越小.     

低温管路的预冷过程和计算

在低温管路的预冷过程中总是要产生两相流的。由于预冷过程随时变化，使得流动特性更加复杂化。当低温液体进入常温管路，在冷却管路入口段的过程中液体将剧烈汽化。冷蒸汽沿管路前进，并预冷管路。蒸汽在管路出口处的温度介于蒸汽饱和温度和管路初始温度之间。     

开架式气化器换热管预冷过程传热数值模拟

换热管作为开架式气化器的基本换热单元,工作时存在从环境温度降至低温的预冷过程,采用数值模拟的方法,对开架式气化器换热管预冷过程进行数值模拟,得到管内流体温度场和速度场变化情况。分析发现:预冷过程中,海水膜厚度越厚,换热管内流体平均温度和平均速度越高;进入稳定换热后,海水膜厚度不再影响换热管内流体温度场和速度场的分布。结果有助于指导实际的预冷操作,对缩短预冷时间,提高预冷效率,减小海水用量,降低运行成本有意义。     

我国新一代火箭发动机研制成功

<正>我国推力最大的新一代运载火箭发动机120吨级液氧煤油高压补燃循环发动机日前研制成功,成为继俄罗斯之后第二个掌握该火箭发动机核心技术的国家。     

氢氧火箭发动机试验低温流量校准系统设计

为了保证氢氧火箭发动机低温流量测量的准确性,需要研制低温流量校准系统。从对低温流量校准特点的分析入手,对比动态替代称重法的不同原理,优选适用于低温对象的低温流量校准系统方案,并对称重系统、储液容器、液路系统、气路系统和测控系统进行设计。研制的低温流量校准系统提供了低温真实介质校验能力,校准流量覆盖1—50 kg/s,校准流量计口径Ф30—80 mm,设计流量校准不确定度优于0.5%(k=2)。     

微柱群通道内饱和沸腾换热特性实验研究

为实现微小空间高效散热,本文以去离子水为工质,实验研究了工质流经高度和直径均为500μm的微圆柱组成的叉排微柱群通道时的饱和沸腾换热特性,并采用高速摄像机记录了通道内不同加热功率的气液两相流型,实验参数设定质量流速为341~598.3 kg/(m~2·s),热流密度为20~160 W/cm~2,蒸气干度为0~0.2。结果表明:随着热流密度增大,局部沸腾换热表面传热系数近似单调递减。在低干度区,局部沸腾换热表面传热系数随着质量流速的增加而增大,随着蒸气干度的增加而减小;受过冷沸腾气泡影响,工质进口温度越低,局部沸腾换热表面传热系数越大;随着热流密度增大,微柱群通道流动沸腾气泡流型依次为:泡状流、环状流,且泡状流区的局部沸腾换热表面传热系数明显高于环状流区。     

平行小通道直冷板传热特性实验研究

作为两相冷却技术的核心部件,直冷板的传热特性越来越受到关注.本文基于泵循环两相流实验系统,设计了一块平行小通道直冷板,直冷板流道区域尺寸为140 mm×50 mm,包含21根通道,通道截面尺寸为1.5 mm×1.5 mm,通道间由0.5 mm厚的肋片分隔.通过改变制冷剂进口温度、流量以及热流密度,分析平行小通道直冷板流...     

5 mm微肋管内R404A沸腾换热模型的适配性

本文针对5 mm微肋管内R404A流动沸腾换热进行实验研究,并将研究结果与筛选出的一批换热模型进行适配性验证。实验工况:热流密度5～25 kW/m²、饱和温度0℃、质量流率200～500 kg/(m²·s)、干度为0.1～0.9。结果表明:Zhang Xiaoyan等的模型由于工质热物性差异较大,过高的预测了部分数据; Liu Zhongliang等的模型低估了热流密度对传热系数的影响,过低的预测了实验数据; S. M. Kim等的模型不能体现高干度区域传热系数的衰减,整体预测精度不高; K. E. Gungor等的模型能够很好的解释管内传热的过程,同时预测精度较高,平均绝对偏差仅27.46%。乘以修正系数1.372后的模型平均绝对偏差仅为8. 95%,落在30%偏差带上的数据多达98.18%。     

垂直通道内低温液体过冷流动沸腾传热的数值预测模型

ONB和OSV分别是过冷流动沸腾中气泡形成的却始位置及气泡开始挣脱壁面的位置,准确预测ONB及OSV的位置对于分析低温液体的流动沸腾过程具有十分重要的意义.根据传热机理的不同将低温液体过冷流动沸腾通道划分为3个区,建立了各区内沸腾传热的机理模型及各区边界的判断标准,并将新建立的理论模型纳入双流体模型实现了数值求解,根据数值计算的结果可以很方便地判断ONB及OSV的位置.建立的模型有助于从机理上实现低温液体过冷流动沸腾传热的准确预测.     

强制涡超细分级机内腔气-固两相湍流流场数值模拟

建立了FW-Φ150型强制涡卧式涡轮分级机内腔叶片之间气-固两相流的双流体理论模型熏并利用通用的流体力学计算软件进行了数值模拟。结果表明:该涡轮分级机在正常工作状态时,内腔流场遵循强湍流流动规律;粒子群的运动规律是,粒子的粒径越大,越易向叶片外边缘聚集,直至返回分级区;随着转速的增大,流场的涡流现象越来越强,相同粒径的粒子,当转速增大到一定的程度时,出现了反流现象,使已经分离出的细粒又返回到分级区,而影响分级机的分级效率。     

Numerical investigation on thermal response of oil-heated tool for manufacture of composite products

In this paper, the thermal response of an oil-heated tool is studied using a commercial FEM package ABAQUS and the numerical results for laminar flows and fully turbulent flows in the oil are presented. The study is focused on the influence of the oil flow rates on the oil temperature distributions along the oil flow path and the thermal responses of the tool surface. It was determined that the higher a flow rate was, the shorter a transient heat transfer process took. Consequently, it is concluded that the heating process of an oil-heated tool can be controlled by the control of the thermal oil flow rates. Furthermore, since the oil-heated tool can also be used to cool the composite products by circulating cold oil through the tool, instead of hot oil, the cooling processes were also simulated. The results confirm that cooling can be similarly controlled by flow rates.     

制备方法对Cu/La2O3催化剂上醇转移脱氢性能的影响

采用沉积-沉淀法(DP)、共沉淀法(CP)和浸渍法(IMP)制备了Cu/La2O3催化剂,并用ICP-AES、BET、XRD、H2-TPR及TEM等对催化剂进行了表征,以1-辛醇转移脱氢制备1-辛醛的反应为探针反应研究了不同的制备方法对Cu/La2O3催化剂性能的影响。结果表明,与采用共沉淀法(CP)和浸渍法(IMP)制备的催化剂相比,沉积-沉淀法(DP)制备的Cu/La2O3催化剂具有更大的比表面积和更高分散度的Cu物种,使得Cu/La2O3催化剂在1-辛醇液相转移脱氢制1-辛醛的反应中具有更好的转移脱氢活性。