液体火箭发动机射流泵供应系统仿真分析

某液体火箭发动机入口压力偏低,采用射流泵为主泵入口增压以避免主泵离心轮内出现气蚀,射流泵、主泵等组件共同构成射流泵供应系统。在发动机起动过程中,射流泵的性能影响主泵的气蚀断裂余量。建立发动机及射流泵供应系统动力学模型,开展发动机起动过程仿真。分析射流泵供应系统中推进剂温升对泵工作的影响,研究阀门打开压力、发动机入口压力对发动机起动过程的影响。结果表明:对于射流泵供应系统起动过程,分析泵的气蚀余量时必须考虑推进剂温升、饱和蒸汽压的变化;偏高的控制阀打开压力将使主泵入口压力提升偏晚,导致泵腔内出现气蚀,在2~10 MPa选择控制阀的打开压力较为合理;发动机入口压力可以影响起动加速性及泵气蚀断裂压力变化速率,在起动过程中适当提高氧化剂入口压力可使泵具有足够的气蚀余量。

影响冷气掺混数值模拟精度的若干问题分析

对冷气掺混数值模拟中的计算网格、湍流模型、射流边界条件等影响精度的若干问题进行分析。在吹风比0.5下,对不同网格分布、湍流模型、射流边界条件进行数值模拟,所得结果与Ajersch的实验结果进行对比。结果表明,出口下游的网格分布可适当稀疏以减少计算量;在所研究的几种湍流模型中,k-ε模型所得结果与实验结果吻合得最好;考虑射流通道内流动能提高精度,在射流出口给定流场分布也可保证计算结果的精度。

流量调节器快速起调过程

针对补燃循环发动机启动过程中流量调节器的工作特性,首先建立了描述流量调节器起调过程的动力学模型。然后设计并开展了液流试验,分析了流量调节器在快速起调过程中的特性,获得了不同阻尼孔孔径下的试验特性。试验结果表明,流量调节器在快速起调过程中,流量存在大幅超调的现象,通过增大阻尼孔孔径,可以有效地减小流量超调量。最后通过试验结果验证了仿真模型的合理性,并基于计算结果,分析了流量调节器在起调过程中滑阀位移和流量的变化过程,进一步分析了阻尼孔孔径和升压速率对起调过程的影响。仿真结果表明,为了减小起调过程中的流量波动,流量调节器进出口压差的升压速率应先慢后快。