自然循环预冷原理性实验研究
来源: 教育部科技发展中心 发布时间: 2004-06-18 访问次数:
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成果名称:自然循环预冷原理性实验研究
申请单位:浙江大学
成果编号:鉴字[教QP2004]第005号
鉴定日期:2004年6月12日
学 科:工程热物理
成果简介:
  低温液体火箭发动机循环预冷研究课题源于我国新一代运载火箭发展计划,它将在未来大功率运载火箭研究中扮演重要角色。火箭在加注低温液体燃料之后至点火升空之前,必须对火箭发动机的输液泵及相应的管路进行快速、有效、可控的预冷,使之达到液体燃料的温度,否则会由于推进剂在泵周围强烈的气化,导致泵叶轮产生气缚,转速过快,延长启动时间,甚至会造成压力和流量的波动、失速运行、富氧燃烧等现象,严重的情况下甚至将导致启动完全失败。因此,发动机点火前,对输液泵及其管路系统的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。在进行这种预冷方式时,低温推进剂流经输液管与泵腔,而后从预冷泄出阀门排出。虽然地面排放预冷能使泵壳体温度快速下降到要求值,但由于推进剂消耗量大,需要进行射前补加预冷时消耗的低温推进剂。同时,地面排放会导致严重的安全问题,大量的液氢排放需采用大面积燃烧池。因此,深入开展低温液体火箭循环预冷方法研究对节约推进剂,提高发射可靠性,简化地面系统以及发射前的操作和控制程序具有重要的理论和应用价值。
  本项研究采用液氮实验验证了采用自然循环预冷低温液体火箭输液管路系统的可行性,无论是采用气相回流还是液相回流的方法,都可以形成自然循环,使输液泵体冷却到预定的温度。液氮实验表明,增压对促进自然循环预冷是一种有效的方法。在国内外首次提出了采用气相回流循环用于火箭输液泵预冷的方法,并获得了国防发明专利。通过与液相回流法比较,证明气相回流法具有更高的可靠性和更好的预冷效果,是一种可供采用的新预冷法,为新一代运载火箭循环预冷系统的设计提供了新的思路。本项目提出的低温液体火箭气相回流自然循环预冷法研究成果具有国际先进水平,该成果对设计新一代大型低温液体火箭具有重要参考价值。
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