热力学排气系统中节流效应及其冷量利用分析

发布时间：2021-10-10 02:56

　　为更好地理解热力学排气系统（TVS）的运行机理,优化其运行参数,针对节流装置,建立了热力学模型,讨论了节流过程中状态参数的变化规律,对比了单相气体、单相液体节流的性能特性,进一步揭示了焦汤节流效应的原理,分析了不同节流背压下节流前低温工质（液氢和液氧）压力和温度对节流性能的影响,并结合TVS实际应用,阐述了节流最大制冷量的利用效果,提出了优化的TVS工作区间。研究表明:在节流过程不发生相变情况下单相气体节流制冷效应要比单相液体节流制冷效应更加显著;而在节流过程发生相变情况下液体节流至两相后,由于空化吸热导致流体温度降低,对于液氢,0.5MPa的压降可产生接近3 K的温降。对于液体节流,节流前压力对节流过程影响可忽略,而节流前温度和节流背压对节流过程起主导作用;对于液氢在在轨运行工况下,考虑到节流制冷量的充分利用,同时保证换热过程体积含气率不高于90%,推荐TVS系统中节流背压范围为75～143 kPa。 

【文章来源】：宇航学报. 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

TVS运行过程

当流体在管道中稳定流动突遇截面变化时,如图2所示(P为压力,cf为流速),引起局部阻力显著增大,会造成显著的压力损失,称为节流[21]。TVS中的节流过程也遵循类似的规律,而且通常阀孔开度很小,产生大幅的压降以至于单相液体节流后空化产生两相流动。2.1 微分节流效应

低温工质的压焓(p-h)图

【参考文献】：
期刊论文
[1]液体火箭发动机氧腔流动分析及均流板设计研究[J]. 杨青真,王红梅,张银波,呼浩.  宇航学报. 2005(06)



本文编号：3427509