低温贮箱大热流下两相流态可视化试验
低温贮箱大热流下两相流态可视化试验
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DOI：
10.7652/xjtuxb202309007
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
厉彦忠
中科院分区：
文献类型：
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作者：
瞿淼;王磊;孙培杰;严立;王其晓;厉彦忠
为研究大热流下低温推进剂贮箱箱内流体温度分层与沸腾气泡特征,以液氮为试验流体,搭建了低温贮箱变热流可视化相态观测平台,通过改变吹风温度与吹风速度,实现了1~16 kW·m~(-2)热流边界调节,与火箭升空过程中承受气动热流冲击基本一致。试验结果表明:低温贮箱壁面受大热流作用,并不一定产生沸腾气泡;当壁面热流密度小于2 kW·m~(-2),直至液体主体过冷度降至1 K时,近壁区才有气泡产生;壁面热流密度达到16 kW·m~(-2)以上后,即使液体主体区过冷度超过10 K,近壁区也可能产生沸腾气泡;当液体主体存在较大过冷度时,火箭升空过程的气动加热仅会造成近壁区出现气泡;在对低温贮箱增压时,提高增压气体注入速率,加快增压进程有利于延缓近壁区液体温升与沸腾发生。此外,建立了一种预测沸腾气泡发生边界的经验模型,可对裸壁贮箱在大热流下是否发生推进剂沸腾提供初步预测,从而为火箭贮箱绝热方案设计提供支撑。