简介:在液氢冷却的火箭燃烧室里,对高深宽比(槽高比槽宽)冷却通道的冷却效果进行了分析研究。对不同的冷却通道设计在燃气侧壁温和冷却剂压降方面的影响进行了评估。冷却剂通道的设计,包括燃烧室应用高深宽比冷却通道的长度、冷却剂通道的数量和冷却剂通道的形状。用火箭热计算(RTE)规则二维动力学(TDK)规则对七种冷却剂通道进行了联合研究。最初研制的每种冷却通道没有考虑制造因素,只考虑减少来自常规冷却通道的燃气侧壁温。这些设计产生的燃气侧壁温比给定基础下降了22%,冷却剂压降只在原基础上提高了7.5%。七种设计的冷却通道都用铣加工制造。制造后产生的燃气侧壁温比给定的基础降低了20%,冷却剂压降增加不到2%。在整个燃烧室长度上都用高深宽比冷却通道的设计在燃气侧壁上得到的好处,并没有超过只在喉部区域使用高深宽比冷却通道的设计,但冷却剂压降却增加了33%。高深宽比冷却通道在冷却压降增加不到2%的条件下,至少可以降低燃气侧壁温8%,这与冷却通道的形状无关。在降低燃气侧壁温方面得到的好处最大,且冷却剂压降增加最小的设计是采用分叉冷却通道,并在喉部区域采用高深宽比冷却通道的设计。
简介:针对某型运载火箭液氧贮箱氧自生增压用不锈钢管道的安全性,进行了分析与试验研究。通过机理分析,认为管道系统中存在的多余物是影响系统安全的主要因素之一。设计了一套掺杂高温氧气流安全性试验系统,为确保试验系统安全,采用水浴换热器对氧气加热,并在高温氧气流进入试验件前掺入杂质颗粒。氧自身增压管道试验件入口温度范围为380~410K,入口压力为1MPa。多余物颗粒为增压管道中常有的5种金属材料,粒径范围10~500μm。搭建了试验系统,并开展了两轮时长为400s的高温氧气流掺杂试验。试验结果表明,不锈钢管道可以适应运载火箭氧自生增压系统工况,受控状态下掺入少许金属颗粒的高温氧气流不会造成管道烧蚀或燃爆事故。试验表明,采用水浴加热方式可以安全地获得高温氧气流,可为类似系统借鉴。