微重力环境下气泡分离器工作机理及试验研究

发布时间：2024-05-19 13:08

　　目的研究气泡分离器微重力环境下的工作机理和性能,保证环境控制与生命保障系统在轨状态下的正常运行。方法通过简化气泡分离器的物理模型及工作过程,抽象出气泡分离器的数学模型,并对影响气泡分离器收集性能与分离效率的锥角、流量等参数进行分析,之后利用法国NOVESPACE公司的失重飞机,对锥角和流量的具体影响展开试验研究。结果气泡分离器能够在微重力环境下有效工作,不同锥角和流量下的气泡收集性能与排除试验显示,流量在40～50L/h,锥角34°时,气泡分离器工作性能最优,气泡收集性能可达98%以上,排除效率77%以上。结论气泡收集和排除的过程符合理论预期,保证了环境控制与生命保障系统微重力环境下的正常运行,可为后续产品设计改进提供指导。

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【部分图文】：

图１气泡分离器示意图

器分离器进行地面试验得出了其阻力特性，并优化结构。张文伟［９］、黄永虎［１０］等对类似的涡旋水气分离效率进行仿真研究，并与地面试验进行对比验证。赵建福等［１１］对与气泡分离器类似的静态水器分离器内的流型特性进行研究，但未对影响效率的因素进行探索。本文以自旋式气泡分离器为研究对象，....

图２气泡分离器机理示意图

器示意图［１２］如图１所示，液体入口和液体出口分别设置在锥形容器两端的切线方向，排气口设置在容器的回转轴线上。含有气泡的水以一定的流速从分离器底部切向进入锥形容器，带动锥形腔体内的水体旋转，轴线之外的各位置均因旋转产生离心加速度，气泡在水的作用下向回转中心区域聚集，并融合长大，气....

图３试验装置原理图

飞行。每个抛物线飞行过程中，微重力时间段内失重飞机舱内环境的加速度变化范围在－０．０２～０．０２Ｇ，加速度绝对值＜０．０１Ｇ，符合微重力环境标准。由于失重飞机营造的失重环境具有时间短和周期性变化的特点，试验装置和流程的设计一定要满足短时可操作性要求。为了充分利用试验时间，并有效屏....

图４重力对气泡分离器性能的影响对比

随流量的增大而先增大再减小，锥角３４°情况下，排除效率维持在７１．４％～７７．８％之间，波动较小，且维持在较高水平。通过上面第一组试验对于收集性能以及排除效率的特性分析可以得出，锥角３４°、流量４０～５０Ｌ／ｈ时综合性能最优。第二组试验见表１每组第四、五行数据，试验中分２次注入共....

本文编号：3978081