燃气-蒸汽发射系统内两相流动与传热特性研究

水下发射技术是潜载导弹武器装备研制中的关键。本文针对燃气/蒸汽水下发射系统内混合工质的流动与传热特性进行研究,建立发射系统内部高温高压燃气流动、冷却水在超声速气流中横向喷注、雾化及蒸发数学模型,并计算发射系统通道内燃气/蒸汽混合工质的总压、静温变化和液滴的蒸发率。模拟结果显示,发射动力系统内突扩及渐扩结构对气流总压损失有着很大作用,弯管并没有产生太大的压力损失;水气质量流量比为1∶1时,液滴蒸发率可达到98%,且水射流的横向注入会增强总压的损失和减小系统出口处的静温。

水下燃气-蒸汽弹射气-液两相流场数值研究

基于计算流体动力学方法和均质多相流理论,采用汽化模型模拟燃气与冷却水的汽化过程,使用动态网格分层技术模拟导弹的运动,对燃气-蒸汽弹射气-液两相流场进行三维非定常数值研究.通过与固体火箭发动机尾焰喷水效应实验对比,验证了数值方法的有效性.研究了弹射过程中流场结构、二次流现象和变深度弹射载荷和内弹道变化规律.结果表明：导弹弹射过程中汽化现象发生在弯管壁面处,汽化后的燃气-蒸汽高温区随着发射筒体积的增加发生偏移;燃气-蒸汽在发射筒和弯管截面上存在隔离区和二次流动现象,并且形成不同结构形式的漩涡;弯管受到的最大冲击力出现在0.16s附近和30°～60°弯曲角范围内;弹射深度每增加10m,观测点压力增加0.25MPa,弹动时间延迟0.01s.