低溫推進(jìn)劑增壓卸回過程數(shù)值模擬及初步實驗.pdf

1、低溫推進(jìn)劑是未來火箭特別是大火箭發(fā)射的主要推動力。在發(fā)射任務(wù)取消或者延期時，對低溫推進(jìn)劑回收并保證能在下次發(fā)射時使用，這是未來低溫推進(jìn)劑大規(guī)模應(yīng)用的一個重要要求。低溫推進(jìn)劑的品質(zhì)即純度是考察低溫推進(jìn)劑卸回能力的標(biāo)準(zhǔn)。一般通過其他低沸點氣體加壓推進(jìn)劑，不可避免引起低溫推進(jìn)劑表面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)，引起表面層推進(jìn)劑純度降低，目前國內(nèi)沒有進(jìn)行過低溫推進(jìn)劑增壓卸回過程中氣液界面?zhèn)髻|(zhì)研究。
　　本文建立了基于 VOF雙流體模型的氮氣增壓卸回液氧過程的

2、非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬模型。數(shù)值模擬了用常溫氮氣作為增壓氣體壓出貯罐內(nèi)液氧過程的流動和傳熱傳質(zhì)特性。分析了卸回過程中貯罐內(nèi)壓力、溫度、液位及液氧相變率的變化規(guī)律，重點考察氣相出現(xiàn)在貯罐出口時間，以及此時氣相中氮氣含量。模擬結(jié)果顯示，入口設(shè)置擋板能夠起到有效的分流作用；在增壓初期，液氧大量蒸發(fā)，阻礙了氮氣與液氧接觸，減緩了氮氣在液氧中的溶解；在卸回末期，氮氣在液氧中的體積分?jǐn)?shù)可達(dá)到10％以上。
　　本文設(shè)計搭建了一套模擬地面火箭液氧加注與卸