液氮文氏管汽蝕動態(tài)特性可視化實驗研究.pdf

1、汽蝕是影響水力機械性能和壽命的重要因素，文氏管是液體火箭發(fā)動機中的重要部件，隨著我國以液氫液氧為推進劑的大火箭的發(fā)展，文氏管汽蝕問題也成為發(fā)動機設(shè)計中亟需解決的關(guān)鍵問題。液氧、液氫、液氮等低溫流體物性特殊，汽蝕發(fā)生時伴隨著明顯的熱力學(xué)效應(yīng)，適用于常溫流體汽蝕的數(shù)值模型已不再適用于低溫流體，為了完善低溫流體汽蝕數(shù)值模型，必須對低溫流體進行專門研究。
　　本文設(shè)計了國內(nèi)文獻報道的首臺低溫流體汽蝕可視化試驗裝置，可視化段文氏管采用透明的

2、有機玻璃制作，文氏管上布置有溫度和壓力傳感器。可視化段采用了低溫自密封技術(shù)，實現(xiàn)了非金屬管道和金屬管道在低溫下的密封。該裝置運行穩(wěn)定，利用高速攝像機拍攝了汽蝕發(fā)生過程，記錄了汽蝕區(qū)溫度、壓力和流量數(shù)據(jù)。
　　實驗發(fā)現(xiàn)文氏管液氮汽蝕存在兩種典型流態(tài)，即汽蝕區(qū)連續(xù)流模式和間歇流模式。分析了間歇流模式下汽蝕云團周期性脫落的特性，闡述了聲速在壓力和流量周期性波動的影響作用。利用 FFT方法分析了汽蝕區(qū)的壓力數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)間歇流狀態(tài)下在一定范圍