推进技术
2021

液氧煤油补燃发动机泵间管路高温富氧燃气掺混冷凝特性数值研究

谢福寿1, 杜飞平2, 王晓峰2, 朱康3, 兰小刚4, 厉彦忠1
1. 西安交通大学能源与动力工程学院
2. 西安航天动力研究所液体火箭发动机技术重点实验室
3. 南方科技大学工学院
4. 上海蓝滨石化设备有限责任公司

摘要：

针对液氧煤油补燃发动机液氧预压泵和主泵间管路富氧燃气掺混冷凝现象,建立了大过热度下富氧燃气和液氧两相流动掺混冷凝特性的全三维数值仿真方法,并以常温制冷剂R123为工质,通过气液掺混冷凝实验验证了数值仿真模型对管内两相流型和气液再液化性能的精确预测能力。仿真结果表明:弯管段气液两相在离心力作用下发生横向相对流动,强化了相间热质交换;在较低的液体流速（1m/s）下,气体水平注入管路后形成一个与气孔相连接的局部气腔,注气速率低于80m/s时,气腔一侧贴在管路内壁上,注气速率超过100m/s后气腔脱离管路内壁面。气相在气腔下端被撕裂成离散的气泡,随液体向下游流动并逐渐冷凝。在实际工况下管路的富氧燃气没有全部完成再液化过程,此时流体状态会对液氧主泵造成气蚀影响。