液体火箭发动机液膜冷却研究综述

发布时间：2024-04-01 06:02

　　液膜冷却是液体火箭发动机的一种重要的冷却方式,具有冷却结构简单、冷却能力强等优点,一般与其他冷却方式结合,实现对发动机的冷却。液膜冷却对发动机的热防护可靠性和发动机比冲均有重要的影响。通过追踪国内外液膜冷却研究现状,从液膜的形成、中心气流对液膜的夹带作用、液膜冷却分析模型以及液膜冷却对发动机性能的影响等方面,梳理了液膜冷却的研究文献,总结了当前研究中存在的不足,并从冷却剂注入结构、中心气流对液膜夹带特性、液体火箭发动机液膜冷却计算方法和推力室冷却结构/技术方案等方面提出研究展望。

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【部分图文】：

图8液膜冷却过程示意图

推力室液膜冷却过程十分复杂,涉及到液膜相变蒸发、燃气辐射、对流传热等过程,如图8所示。一般将液膜冷却各个过程的子模型联合起来建立液膜冷却分析模型,从而研究液膜冷却过程。Stechman[32]采用了修正的Bartz[33]法计算燃气与液膜之间的对流换热系数,液膜与壁面之间的对流....

图1冷却剂注入方式

为了在推力室内形成液膜,可将推进剂以多种方式注入推力室内壁面。推进剂既可以从推力室头部也可以从身部壁面注入,形成液膜[6],一般注入形式是经由孔、槽缝沿壁面切向注入或者冷却射流撞击壁面形成液膜;推进剂也可以通过多孔介质壁面渗透形成液膜[7]。对于某些小型发动机,不会专门设置冷却剂....

图2液膜流动分析中采用的符号及坐标系

液体火箭发动机液膜冷却的设计希望液膜沿着推力室周向均匀分布,以实现良好的推力室热防护。但是对于轨姿控发动机一类的小推力液体火箭发动机,冷却剂一般通过距离相隔较远的离散孔流出形成射流,射流撞击壁面铺展形成液膜,液膜在壁面分布相对不均匀。对于射流撞壁铺展形成液膜这种液膜形成方式,液膜....

图3不同入射角度下液膜形态

在试验研究方面,李平[13]采用与偏二甲肼表面张力系数相近的无水酒精作为实验介质,通过收集液流的方式研究了单股射流击壁后的流动分布与射流参数之间的关系,包括了射流击壁角度、射流直径和射流速度对壁面液膜相对流量分布的影响。为了研究射流的间距对壁面上液膜相对流量分布的影响,测量了三孔....

本文编号：3945077