氧/甲烷安全排空装置设计及应用

• 作者: 刘飞 吴亮 巨乐 杜永清
• 来源期刊: 火箭推进
• 关键词: 氧/甲烷 排空装置 结构设计 仿真分析 地面试验
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 研究与设计
• 页码范围: 74-82
• 页数: 9页
• 分类号: V433
• 语种: 中文

摘要

针对液氧/甲烷、液氧/煤油等火箭发动机地面试验中氧/甲烷排放易出现重气云、易燃易爆危险性高等问题,设计一种安全排空装置,总体结构为下部是收集箱,上部是排空筒.采用功能驱动设计、应力校核尺寸的方法,对排空装置的收集箱、排空筒、固定支架几个关键部件进行了结构设计.设计结果为:收集箱是内部焊接有角钢骨架的钢板结构,钢板截面应力为0.4 MPa,远低于允许应力,人孔通过低温橡胶密封;排空筒下部是花管结构,插入收集箱与其联通,中部焊接排放接嘴,所受平均风力为111.2 N/m,引起的最大弯曲正应力为1.45 MPa,切应力为0.01 MPa,安全系数均很高;固定支架螺栓所受应力幅为2.1 MPa,低于许用值9.7 MPa.利用数值分析工具,仿真了排空装置工作过程,分析结果为:收集箱内最大压力为0.107 MPa,排放接口处最大冲击载荷为0.72 MPa、出口平均流速为45 m/s,均符合强度要求和安全排放要求.加工的排空装置多次成功应用于相关试验,结果表明:该排空装置设计方法可行,结构可靠,实现了预期功能,保证了氧/甲烷等易燃易爆介质的安全排放.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杜永清		3	7	2.0	2.0
2	刘飞		2	0	0.0	0.0
3	巨乐		2	0	0.0	0.0
4	吴亮		1	0	0.0	0.0