低温节流过程实验装置研制及初步实验验证

摘要

为了深入理解航天低温推进剂在热力排气系统中的节流特性,本文推导了过冷低温液体节流后气相质量分数与入口液体过冷度之间的热力学关系,设计并搭建了一套用于研究低温流体节流前后气液两相流状态特性的实验装置.以液氮为研究对象,测量了过冷液氮节流前后压力、温度等状态参数以及质量流量.研究结果表明,气相质量分数和节流后空化区最大温降之间,空化数和压比之间均存在近似线性关系;在节流前压力一定的情况下,节流后的气相质量分数随着过冷度的增大逐渐减小,也近似呈线性关系,实验所得斜率与理论值误差1.3％,验证了热力学关系的正确性,实验装置功能满足设计目的和测试要求.