火箭发动机推力室再生冷却通道一维稳态两相流建模仿真

摘要

应用一维均相平衡态流体动力学模型对火箭发动机再生冷却推力室通道的流动和传热的稳态过程进行了模拟,考虑了液相、气-液两相和气相三种流态,建立了各流态下的质量、动量和能量的耦合方程,通过四阶Runge-Kutta法求解方程组.冷却工质为N2O,其密度、比焓、比热容随温度和压强而变化,采用Span-Wagner多参数状态方程来描述;导热系数和动力粘度随温度而变化,采用拟合公式来描述.燃气侧传热采用Bartz公式;冷却剂侧传热根据流态不同而采用描述Dittus-Boelter公式或Shah关系式.研究了冷却剂的含气率、温度、流速、压强和热流密度沿通道长度的分布情况.