低温推进剂火箭发动机循环预冷实验和分析方法研究

摘要

对于低温推进行剂火箭来说,在发射前对其发动机及增太输送系统进行预冷是一项必不可少的重要工作.目前,中国在氢氧发动机上一直采用排放预冷的方式.这种方式对低温推进剂的消耗量高,并存在严重的安全问题.因此,为节约推进剂,提高发射的可靠性,简化地面系统以及发射前的操作程序等,需要立即开展新型的自然循环预冷法的研究.该文首先介绍了低温推进剂火箭发动机的各种预冷方法的研究和应用的历史和现状,然后重点对自然循环预冷法进行了实验研究.同时,也对自然循环预冷法的理论研究方法进行了讨论,并提出了参照自然循环锅炉理论的对比分析方法.

目录

文摘

英文文摘

主要符号表

第一章绪论

§1-1课题背景

§1-2国内外运载火箭动态和发展趋势

§1-2-1国外运载火箭的现状

§1-2-2国内运载火箭及发动机研究和应用的现状及发展设想

§1-3国内外预冷方法的研究现状

§1-4现有预冷方式比较

§1-5预冷过程的理论研究

§1-6本文工作简介

第二章循环预冷的理论分析方法的研究

§2-1低温系统预冷过程的传热学计算

§2-1-1预冷过程分析

§2-1-2预冷耗液量计算

§2-2基于气液两相流的流动和传热

§2-2-1流体力学基础理论

§2-2-2低温推进剂火箭发动机供应系统瞬态特性计算

§2-2-3低温推进剂循环预冷的计算模型

§2-3发动机预冷流量和预冷时间的研究

§2-4自然循环预冷与自然循环锅炉水循环的对比分析方法

§2-4-1自然循环锅炉水循环

§2-4-2低温工质的自然循环

第三章循环预冷的实验装置

§3-1液氮贮箱

§3-2输液泵

§3-3管路系统

§3-4测量与数据采集系统

§3-5安全装置

第四章循环预冷实验情况

§4-1循环预冷预试验

§4-2正式试验

§4-2-1第一次实验

§4-2-2第二次实验

§4-2-3第三次实验

§4-2-4第四次实验

§4-2-5第五次实验

§4-2-6第六次实验

第五章循环预冷实验分析和小结

§5-1实验情况汇总和分析

§5-1-1实验的起始状况

§5-1-2泵体的预冷情况

§5-1-3泵体的冷却速率比较

§5-1-4液氮消耗量比较

§5-1-5自然预冷循环的建立和维持

§5-1-6增压实验

§5-1-7引射实验

§5-1-8回流管绝热情况对循环的影响

§5-1-9泵体绝热层厚度不同对循环的影响

§5-1-10“喷泉”现象分析

§5-2实验小结

§5-3进一步实验的建议

第六章全文总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表(投稿)文章目录

攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢