【摘要】：直接使用液氫進(jìn)行氫泵試驗(yàn)存在超低溫環(huán)境要求高、液氫易燃易泄漏、成本昂貴等問(wèn)題,需要尋找模擬介質(zhì)替代液氫進(jìn)行試驗(yàn)。而液氫的物理特性比較特殊,存在模擬泵的運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況相差大、泵內(nèi)流動(dòng)不相似等問(wèn)題,所以需要尋找合適的液氫泵模擬介質(zhì)。低溫氮?dú)馀c液氫黏度、密度接近,流動(dòng)狀態(tài)可能更接近液氫,使用低溫氮?dú)膺M(jìn)行模擬介質(zhì)試驗(yàn)可以減小試驗(yàn)成本、獲得更精確的泵外特性。所以,有必要研究低溫氮?dú)庾鳛橐簹浔媚M介質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)的可行性。本文分別以某型小推力發(fā)動(dòng)機(jī)氫泵、某型中推力發(fā)動(dòng)機(jī)氫泵和某型大推力發(fā)動(dòng)機(jī)氫泵為研究對(duì)象,利用CFD仿真的方法,比較液氫介質(zhì)和低溫氮?dú)饨橘|(zhì)下的仿真結(jié)果,分析泵的外特性與泵內(nèi)流場(chǎng)特征,研究低溫氮?dú)饨橘|(zhì)與液氫介質(zhì)的相似性。泵的相似性受到雷諾數(shù)與介質(zhì)壓縮性的影響。在泵相似定律的基礎(chǔ)上,提出了考慮雷諾準(zhǔn)則的相似換算關(guān)系以及介質(zhì)選取原則,為確定模擬介質(zhì)提供理論依據(jù)。針對(duì)介質(zhì)的可壓縮性帶來(lái)的揚(yáng)程計(jì)算困難等問(wèn)題,提出了特征密度法和等熵法來(lái)獲得可壓縮介質(zhì)泵的外特性。泵內(nèi)介質(zhì)很可能處在超臨界狀態(tài),應(yīng)用ARK氣體方程對(duì)氣體介質(zhì)物性狀態(tài)進(jìn)行描述�？蓧嚎s介質(zhì)在泵內(nèi)物性狀態(tài)變化大,在考慮了壓縮性的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出了可壓縮介質(zhì)滿足雷諾準(zhǔn)則的泵入口條件確定方法和模擬泵運(yùn)行工況的確定方法。氮?dú)饨橘|(zhì)CFD仿真結(jié)果與低溫氮?dú)庠囼?yàn)結(jié)果相符較好,說(shuō)明可以用CFD方法研究和預(yù)測(cè)低溫氮?dú)庠囼?yàn)的結(jié)果;液氫介質(zhì)CFD仿真結(jié)果與液氫試車結(jié)果相符較好,說(shuō)明可以用CFD方法研究液氫泵性能。仿真中的氮?dú)饽M介質(zhì)與液氫介質(zhì)的相似程度,可以在一定程度上反映氮?dú)饽M試驗(yàn)與液氫試車的相似性。研究結(jié)果表明:在一定條件下,低溫氮?dú)饨橘|(zhì)在泵內(nèi)的流動(dòng)會(huì)出現(xiàn)激波現(xiàn)象,這是壓縮性帶來(lái)的流動(dòng)不相似,需要對(duì)模擬泵進(jìn)行流速限制。低溫氮?dú)饽M介質(zhì)與液氫介質(zhì)相似性,在小推力發(fā)動(dòng)機(jī)氫泵上最好,中推力發(fā)動(dòng)機(jī)氫泵次之,大推力發(fā)動(dòng)機(jī)氫泵再次之,這一結(jié)果可能與壓縮性影響流動(dòng)相似的程度有關(guān),所以,低溫氮?dú)饽M介質(zhì)對(duì)高揚(yáng)程泵很難適合。對(duì)低溫氮?dú)庠囼?yàn)結(jié)果分析說(shuō)明:試驗(yàn)條件應(yīng)盡量滿足絕熱環(huán)境。小推力發(fā)動(dòng)機(jī)氫泵表現(xiàn)出了流動(dòng)狀態(tài)與雷諾數(shù)的相關(guān)性,但是中推力發(fā)動(dòng)機(jī)氫泵上相關(guān)性不明顯,說(shuō)明雷諾準(zhǔn)則對(duì)不同泵的相似性影響程度不確定。低溫氮?dú)庾鳛橐簹浔媚M介質(zhì)可在一定程度上反映泵內(nèi)的流動(dòng)特征,但氮?dú)庠囼?yàn)有諸多限制條件。低溫氮?dú)饽M介質(zhì)試驗(yàn)在小推力發(fā)動(dòng)機(jī)氫泵上會(huì)有較好的應(yīng)用價(jià)值,能更準(zhǔn)確的模擬泵的外特性;在中推力發(fā)動(dòng)機(jī)氫泵、大推力發(fā)動(dòng)機(jī)氫泵應(yīng)用受到一定限制。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第一研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V434.3
【圖文】：

輪相似的閉式葉輪⑦和 13 葉片的導(dǎo)葉擴(kuò)壓器⑧組成。泵18KW 的直流電機(jī)匹配 1800Kg 的安裝架安裝在固定平臺(tái)扭矩/速度測(cè)量?jī)x，由電子變速器控制轉(zhuǎn)速變化，高速電通過(guò)校準(zhǔn)剪切銷保證安全性�？諝馊肟谘b置由過(guò)濾器、過(guò)針管閥控制工況點(diǎn)，文丘里管被放在針管閥出口處，

泵分解示意圖

所有的試驗(yàn)結(jié)果都采用無(wú)量綱化處理：額定工況點(diǎn)下與額定工況點(diǎn)下的質(zhì)量流量系數(shù)之比Nφ φ 表示流量特性；用總壓系數(shù)之比Nψ ψ 表示揚(yáng)程特性；用等熵效率與額定工況點(diǎn)示效率特性。的壓升和質(zhì)量流量的特性曲線如圖 1.3 所示。壓升開(kāi)始有小幅隨著流量系數(shù)比增大而持續(xù)減小。空氣試驗(yàn)的效率和質(zhì)量流。泵的等熵效率差不多在額定工況點(diǎn)達(dá)到最大。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周永華;劉衛(wèi)東;;高壓多級(jí)氫泵的優(yōu)化與試驗(yàn)[J];導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù);2007年06期

2 王恒昌,杜春蘭;防止氯、氫泵斷電事故的措施[J];氯堿工業(yè);2004年04期

3 顏?zhàn)映?非設(shè)計(jì)工況下具有高流體動(dòng)力穩(wěn)定性的高速離心氫泵的設(shè)計(jì)探討[J];導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù);1997年06期

4 陳長(zhǎng)聘;《無(wú)運(yùn)動(dòng)件超高純高壓氫泵》研制成功[J];稀土;1985年02期

5 王東;劉春明;陳琳琳;張媛媛;張瑋;;電化學(xué)氫泵法對(duì)鋁液無(wú)污染脫氫效果的影響[J];特種鑄造及有色合金;2016年11期

6 ;簡(jiǎn)訊[J];中國(guó)氯堿;2004年09期

7 G.S.Wong;田青;;氫泵入口管中的兩相流及發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的分析[J];國(guó)外導(dǎo)彈技術(shù);1983年02期

8 徐陽(yáng);;日本未來(lái)的汽車[J];今日科技;1993年06期

9 敖耀;;輸氫泵突然仃車事故予防[J];安徽化工;1981年04期

10 夏體銳;楊洪廣;何長(zhǎng)水;楊麗玲;趙崴巍;劉振興;;CaZr_(0.9)In_(0.1)O_(3-α)高溫質(zhì)子導(dǎo)體陶瓷管電化學(xué)氫泵的氫氣提取性能[J];中國(guó)原子能科學(xué)研究院年報(bào);2013年00期

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 王新華;葛紅衛(wèi);李壽權(quán);陳長(zhǎng)聘;;金屬氫化物氫泵作為燃料電池電動(dòng)車加氫站核心設(shè)備[A];21世紀(jì)太陽(yáng)能新技術(shù)——2003年中國(guó)太陽(yáng)能學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2003年

2 夏體銳;楊洪廣;何長(zhǎng)水;楊麗玲;趙崴巍;劉振興;;CaZr_(0.9)In_(0.1)O_(3-α)高溫質(zhì)子導(dǎo)體陶瓷管電化學(xué)氫泵的氫氣提取性能[A];中國(guó)原子能科學(xué)研究院年報(bào) 2013[C];2014年

3 賀高紅;吳雪梅;焉曉明;;高性能荷電膜的設(shè)計(jì)制備[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第二十九分會(huì)：電化學(xué)材料[C];2016年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 記者　邱鍇俊;首座加氫示范站投入使用[N];北京日?qǐng)?bào);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 宋雪;電化學(xué)氫泵反應(yīng)器用于酮酸一步加氫酯化[D];大連理工大學(xué);2018年

2 陳聿晨;液氫泵模擬介質(zhì)試驗(yàn)仿真研究[D];中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第一研究院;2018年

3 王濤;電化學(xué)氫泵反應(yīng)器用于生物質(zhì)基酮加氫的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

4 楊洋;基于質(zhì)子交換膜的電化學(xué)氫泵的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 黃詩(shī)琪;脫氫與加氫耦合的電化學(xué)氫泵雙反應(yīng)過(guò)程研究[D];大連理工大學(xué);2016年

6 甘俊杰;電紡PAN碳纖維擴(kuò)散層用于馬來(lái)酸氫泵加氫的研究[D];大連理工大學(xué);2014年

7 劉釋水;電化學(xué)氫泵馬來(lái)酸加氫產(chǎn)物催化層傳質(zhì)強(qiáng)化[D];大連理工大學(xué);2017年

8 郭泗冉;鈣鈦礦型質(zhì)子導(dǎo)體用于鋁液測(cè)氫脫氫的基礎(chǔ)研究[D];東北大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2766253