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低温推进剂火箭发动机循环预冷实验和分析方法研究

郑锡亮  
【摘要】: 对于低温推进剂火箭来说,在发射前对其发动机及增压输送系统进行预冷是一项必不可少的重要工作。目前,我国在氢氧发动机上一直采用排放预冷的方式。这种方式对低温推进剂的消耗量高,并存在严重的安全问题。因此,为节约推进剂,提高发射的可靠性,简化地面系统以及发射前的操作程序等,需要立即开展新型的自然循环预冷法的研究。 本文首先介绍了低温推进剂火箭发动机的各种预冷方法的研究和应用的历史和现状,然后重点对自然循环预冷法进行了实验研究。同时,也对自然循环预冷法的理论研究方法进行了讨论,并提出了参照自然循环锅炉理论的对比分析方法。 1.自然循环预冷法的理论分析涉及到单相、两相流的流动和传热问题,对此不少文献都有所论述,本文对其中一些具有代表性的方法进行了讨论。由于水循环的自然循环锅炉理论已经比较成熟,鉴于它与低温液体自然循环预冷系统的相似性,本文提出了参照于自然循环锅炉理论的对比分析方法。 2.自行设计并搭建了低温流体自然循环预冷实验平台,提出了不同于常规的“液相回流”方案的“气相回流”方案。 3.进行了多组对比实验,着重对两种不同回流方式对于自然循环和预冷的影响进行了比较,并研究了系统增压、引射、回流管绝热效果以及泵体绝热效果对于自然循环的建立和维持以及对循环预冷效果的影响。 文章的后面部分对实验中的各种现象和问题进行了分析,并提出了开展进一步实验的一些建议。最后,对全文进行了总结。


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