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液氧/煤油发动机换热器试车台配气系统设计
来源:  作者:本站
液氧/煤油发动机换热器试车台配气系统设计

程 磊

(西安航天动力试验技术研究所 陕西西安71010)

摘要:在液氧/煤油发动机研制试验过程中,需要对发动机的换热器进行试验验证,以此来满足发动机对换热器的要求。主要阐述了利用音速孔板控制以及计算气体流量的具体方法、理论计算,以及使用过程中所存在的问题和解决的方法。所设计的配气系统满足了液氧/煤油发动机换热器系统的试验要求。

关键词:液氧/煤油发动机;换热器系统;配气装置

中图分类号:V434.3 文献标识码:A 文章编号: (2006)05一060一0

1.引言

在液氧/煤油发动机研制过程中,为了模拟发动机实际工作时的状态,需要增加换热器(含氦气加热器、液氧蒸发器,以下简称两器)系统来满足给液氧、煤油系统增压的需求。为了验证两器系统工作的可靠性,必须建立一套与两器系统配套的配气、节流,流量测量装置。为此需要设计研制一套两器配气系统来与发动机两器系统相配套。由于系统对气体的流量、压力都有一定的要求,如果满足不了,就会造成两器系统试验的失败,另外,气流属于超音速流动,计算设计方面比较复杂,因此,给两器配气系统的设计研制增加了难度。

2.设计技术要求

根据液氧/煤油发动机两器系统试验任务书的要求,研制的两器配气系统的主要性能应满足以下要求:

(1)氦气加热器进口内径巾16mln ,出口巾22m ,出口温度516K;

(2) 液氧蒸发器出口内径巾5mm,带肩圈法兰。

(3) 液氧蒸发器出口温度341.2K,流量1.sk沙。

(4) 氮气流量0.2土0.02k沙;

(5) 氦加热器进口压力1.25劲.IMPa,出口压力0.8印.IMPa;

(6) 液氧蒸发器出口压力0.8士0.IMPa;

(7) 系统不影响发动机推力测量;

(8) 系统可靠性高,振动小。

3.关键技术和解决问题的过程及所采取的措施

3.1总体结构设计

总体采用试车台抽真空路气源给加热器系统供气,经过第一道节流孔板节流,调整流量在0.2k沙,孔板前加装温度、压力测点以及流量计。在第一道孔板后,通过电磁阀控制气路的通断。然后气流经过加热器,经加热器加热后采用孔板节流,将出口的压力控制在0名MPa左右,保证出口压力。蒸发器路采用孔板直接节流,保证出口压力,并在孔板前加装温度、压力测点,利用孔板前后压差计算出氧气流量。其原理图见图1。

        

3.2 氦气加热器氮气流量计算
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