氧换热器在两相流条件下的压力脉动机理分析

• 作者: 刘曌俞 王仙
• 来源期刊: 推进技术
• 关键词: 液体火箭发动机 换热器 压力脉动 两相流 非线性分析
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 系统与动力学|System and dynamics
• 页码范围: 1501-1511
• 页数: 11页
• 分类号: V434
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.200678

摘要

氢氧液体火箭发动机氧换热器在研制过程中出现了压力脉动现象,影响了换热器的正常工作.以该型换热器为研究对象,将换热器分为燃气侧、汇总管、圆管等结构,进行了CFD仿真计算,与试验结果对比,修正了传热相关参数,建立了换热器理论计算模型用于参数计算;利用非线性方法分析试验数据,确定了该换热器为混沌系统;利用两相流分析与电路类比两种方法分别针对换热器进行了建模与计算,均捕捉到了相变下换热器内的压力脉动.结果表明:通过CFD仿真及试验修正后的参数用于计算换热器的稳态参数,具有较好的一致性;换热器出现压力脉动时,具有一定非线性特征,且压力脉动越大,非线性程度越高;该换热器出现压力脉动的原因为氧工况接近两相区,相变使得介质密度发生剧变.根据分析结果提出了提高换热器设计压力的改进措施,通过试验得到了有效验证.