2013-07-26

模型树立将发动机的喷管、乏气管、涡轮壳体、泵壳体、进口管、排放管别离划为集总参数法的一个固体单元，假定每个固体单元的温度是均匀的。依据能量守恒定律，t时刻内进入各固体单元的总热流量<等于传出的总热流量，即Eind5jdt-Eoutd5jdt=0（1）式中j标明第j个单元。发动机在一次关机到二次发动的滑行时刻，没有燃料焚烧开释的热量，喷管和乏气管的换热首要思考本身辐射和太阳辐射；涡轮、泵和进口管的换热首要思考喷管辐射、太阳辐射、本身辐射、相互间的导热和环境的对流换热；排放管的换热首要思考本身辐射、太阳辐射、管内对流换热和环境间的换热。别离树立了包含喷管、乏气管、排放管、涡轮、泵及进口管等构件热平衡微分方程，下面给出喷管、乏气管、涡轮、泵及进口管等首要构件的热平衡微分方程。式中pg，fq，pk，p，fw，lbk，jk等下标变量别离标明发动机的喷管、乏气管、排空管、排放管、涡轮、泵及进口管等。
方程的求解用Taylor展开法对方程离散，选用半隐格局求解离散方程。各构件的初始条件实验断定。其间，泵、涡轮与进口管等各构件温度互相制约，有必要耦合迭代求解。求解时首要假定一个泵壳的温度，别离求涡轮和进口管的温度，再用取得的温度去求解泵壳温度，并与上一次求解得到的泵壳温度值比拟，迭代精度值持续迭代，直到满意收敛条件停止，即完结这一时层的核算，然后进入下时层的迭代。对流传热系数的断定排放进程中进口管、泵壳与氧化剂进行对流换热，因为进口管、泵壳壁温均高于氧化剂的沸点，所以断定换热系数时要思考相变的影响。在核算中首要判别是不是发生了欢腾换热，然后别离选用不一样换热系数进行核算。
核算成果及比拟发动机地上试车实验在中国航天科技集团公司某研讨所的实验基地进行。涡轮、泵壳及进口管的温度改变及其与试车数据的比拟，纵坐标为构件相应温度改变值，横坐标为时刻，泵腔含气率核算成果。为排放进程中涡轮壳体温度改变及其核算成果与试车丈量数据的比拟；为排放进程中泵壳体温度改变及其核算成果与试车丈量数据的比拟；为排放进程中进口管温度改变及其核算成果与试车丈量数据的比拟。从3发现涡轮的温度改变不明显，仅降低2.1e，涡轮的温度改变首要是经过它与泵壳体之间的导热传热，而与周围环境的对流换热和构件之间的辐射换热所占份额较小。
经某型发动机涡轮泵体系实践使用标明该模型能够用于火箭二次发动前发动机泵体系温度改变的研讨。核算成果标明，所建模型的核算成果与试车成果符合杰出；二次发动前的自动排放进程对涡轮泵体系的冷却作用很明显；排放结束时泵腔中含气率为0，二次发动前经过自动排放氧化剂冷却泵体系是必要和可行的。由此可见，这篇文章所建模型正确，可用于发动机高空滑行冷却排放时的核算。

上海帕特泵业制造有限公司

2013年07月26日 星期五

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