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低温氮气/液氮射流冷凝振荡特性实验研究
1
作者
祝乘风
徐元元
+2 位作者
雷刚
厉彦忠
王磊
《低温工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1-12,共12页
为了探索火箭低频振动特征及其机理,以液氮为工质开展气液掺混射流冷凝的可视化低温实验研究,通过高速相机成功捕捉到了直管段内的低频振荡流型,且利用低温高频动态压力传感器成功测量到了低频压力脉动特性,为火箭低频振动问题提供了事...
为了探索火箭低频振动特征及其机理,以液氮为工质开展气液掺混射流冷凝的可视化低温实验研究,通过高速相机成功捕捉到了直管段内的低频振荡流型,且利用低温高频动态压力传感器成功测量到了低频压力脉动特性,为火箭低频振动问题提供了事实依据。通过逐帧图像处理技术发现,氮气/液氮相界面以16 Hz的频率周期性波动,与压力脉动主频一致。射流冷凝振荡表现出3种不同流型:间歇回流、过渡流和气羽振荡流。间歇回流频率随着气体流量和液体质量通量的增加而增加,冷凝振荡频率随气体流量的增大而增大,随液体质量通量的增大而减小。整体上间歇回流频率为0.8—2.8 Hz范围,冷凝振荡频率为16.6—17.8 Hz范围,皆表现为典型的低频特性,为低温液体燃料火箭低频振动问题提供了理论基础和技术支撑。
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关键词
低温液氮
射流
冷凝振荡
流型转变
低频脉动
流动不稳定性
在线阅读
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职称材料
低温液氧射流冷凝振荡特性及流型转变阈值研究
2
作者
祝乘风
徐元元
+2 位作者
雷刚
厉彦忠
王磊
《制冷学报》
2025年第5期142-156,共15页
低温液体燃料运载火箭在飞行过程中常常会遇到纵向不稳定振动,严重威胁火箭的正常运行。这种振动现象具有典型的低频特性,常发生于推进剂管路中低温液氧射流冷凝过程。为了从源头上解决火箭低频振动问题,需要研究射流冷凝振荡特性及冷...
低温液体燃料运载火箭在飞行过程中常常会遇到纵向不稳定振动,严重威胁火箭的正常运行。这种振动现象具有典型的低频特性,常发生于推进剂管路中低温液氧射流冷凝过程。为了从源头上解决火箭低频振动问题,需要研究射流冷凝振荡特性及冷凝流型转变特征。通过引入高度函数法改进冷凝传质模型,实现相界面曲率分布的动态捕捉,建立了冷凝脉动频率与气液相界面曲率之间的关系,成功获取了9.8~10.6 Hz的低频振荡特性。研究结果表明:推进剂管路内存在3种典型的射流冷凝振荡流型:稳定脉动、气羽振荡、间歇回流。其中,回流和振荡流型压力幅值最高可达130 kPa,而稳定脉动的压力幅值仅为1~3 kPa。通过量纲分析可知,当无量纲结构参数L^(∗)=2.2时,射流冷凝流型转换阈值Jc^(∗)=7.3。当Jc^(∗)>7.3时,则会出现间歇回流振荡流型,此无量纲判据可准确表征低温液氧射流冷凝流型分布,为低温液体燃料火箭的设计提供了理论基础和技术支撑。
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关键词
低温液氧
射流
冷凝振荡
流型转变
气液界面
流动不稳定性
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职称材料
振荡区下蒸汽冷凝过程的热工水力模型建立及验证
3
作者
李航
曹学武
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期1700-1708,共9页
蒸汽射流冷凝过程具有强烈的凝结换热能力,广泛应用于先进非能动反应堆安全系统中,但该过程会产生强烈的压力振荡现象。为研究蒸汽浸没射流冷凝振荡现象的本质,从基本守恒方程式出发,建立了气泡边界层质量交换模型、气泡控制方程模型、...
蒸汽射流冷凝过程具有强烈的凝结换热能力,广泛应用于先进非能动反应堆安全系统中,但该过程会产生强烈的压力振荡现象。为研究蒸汽浸没射流冷凝振荡现象的本质,从基本守恒方程式出发,建立了气泡边界层质量交换模型、气泡控制方程模型、气泡内蒸汽压力计算模型、水池中任意位置处压力计算模型等关键模型,构建了模拟水池中蒸汽气泡冷凝振荡过程的热工水力模型。运用建立的气泡半径和水池内压力的计算模型获取气泡半径和压力随时间变化的规律,并与Chun实验和Fukuda实验的实验数据进行比对,验证了模型的有效性,为后续开展冷凝振荡机理研究打下理论基础。
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关键词
蒸汽射流
热工水力模型
冷凝振荡
气泡半径
振荡
压力
振荡
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职称材料
题名
低温氮气/液氮射流冷凝振荡特性实验研究
1
作者
祝乘风
徐元元
雷刚
厉彦忠
王磊
机构
航天低温推进剂技术国家重点实验室
西安交通大学能源与动力工程学院
出处
《低温工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1-12,共12页
基金
航天低温推进剂技术国家重点实验室基金(SKLTSCP202207)
国家自然科学基金(52376013)。
文摘
为了探索火箭低频振动特征及其机理,以液氮为工质开展气液掺混射流冷凝的可视化低温实验研究,通过高速相机成功捕捉到了直管段内的低频振荡流型,且利用低温高频动态压力传感器成功测量到了低频压力脉动特性,为火箭低频振动问题提供了事实依据。通过逐帧图像处理技术发现,氮气/液氮相界面以16 Hz的频率周期性波动,与压力脉动主频一致。射流冷凝振荡表现出3种不同流型:间歇回流、过渡流和气羽振荡流。间歇回流频率随着气体流量和液体质量通量的增加而增加,冷凝振荡频率随气体流量的增大而增大,随液体质量通量的增大而减小。整体上间歇回流频率为0.8—2.8 Hz范围,冷凝振荡频率为16.6—17.8 Hz范围,皆表现为典型的低频特性,为低温液体燃料火箭低频振动问题提供了理论基础和技术支撑。
关键词
低温液氮
射流
冷凝振荡
流型转变
低频脉动
流动不稳定性
Keywords
cryogenic liquid nitrogen
jet condensation oscillation
flow pattern transition
low frequency fluctuations
flow instability
分类号
TB657 [一般工业技术—制冷工程]
TB663 [一般工业技术—制冷工程]
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职称材料
题名
低温液氧射流冷凝振荡特性及流型转变阈值研究
2
作者
祝乘风
徐元元
雷刚
厉彦忠
王磊
机构
航天低温推进剂技术国家重点实验室
出处
《制冷学报》
2025年第5期142-156,共15页
基金
航天低温推进剂技术国家重点实验室基金(SKLTSCP202207)资助项目。
文摘
低温液体燃料运载火箭在飞行过程中常常会遇到纵向不稳定振动,严重威胁火箭的正常运行。这种振动现象具有典型的低频特性,常发生于推进剂管路中低温液氧射流冷凝过程。为了从源头上解决火箭低频振动问题,需要研究射流冷凝振荡特性及冷凝流型转变特征。通过引入高度函数法改进冷凝传质模型,实现相界面曲率分布的动态捕捉,建立了冷凝脉动频率与气液相界面曲率之间的关系,成功获取了9.8~10.6 Hz的低频振荡特性。研究结果表明:推进剂管路内存在3种典型的射流冷凝振荡流型:稳定脉动、气羽振荡、间歇回流。其中,回流和振荡流型压力幅值最高可达130 kPa,而稳定脉动的压力幅值仅为1~3 kPa。通过量纲分析可知,当无量纲结构参数L^(∗)=2.2时,射流冷凝流型转换阈值Jc^(∗)=7.3。当Jc^(∗)>7.3时,则会出现间歇回流振荡流型,此无量纲判据可准确表征低温液氧射流冷凝流型分布,为低温液体燃料火箭的设计提供了理论基础和技术支撑。
关键词
低温液氧
射流
冷凝振荡
流型转变
气液界面
流动不稳定性
Keywords
cryogenic liquid oxygen
jet condensation oscillation
flow pattern transition
gas-liquid interface
flow instability
分类号
TB657 [一般工业技术]
V511.6 [一般工业技术—制冷工程]
V475.1 [航空宇航科学技术]
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职称材料
题名
振荡区下蒸汽冷凝过程的热工水力模型建立及验证
3
作者
李航
曹学武
机构
上海交通大学机械与动力工程学院
出处
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期1700-1708,共9页
基金
国家科技重大专项(2017ZX06002003-001-002)。
文摘
蒸汽射流冷凝过程具有强烈的凝结换热能力,广泛应用于先进非能动反应堆安全系统中,但该过程会产生强烈的压力振荡现象。为研究蒸汽浸没射流冷凝振荡现象的本质,从基本守恒方程式出发,建立了气泡边界层质量交换模型、气泡控制方程模型、气泡内蒸汽压力计算模型、水池中任意位置处压力计算模型等关键模型,构建了模拟水池中蒸汽气泡冷凝振荡过程的热工水力模型。运用建立的气泡半径和水池内压力的计算模型获取气泡半径和压力随时间变化的规律,并与Chun实验和Fukuda实验的实验数据进行比对,验证了模型的有效性,为后续开展冷凝振荡机理研究打下理论基础。
关键词
蒸汽射流
热工水力模型
冷凝振荡
气泡半径
振荡
压力
振荡
Keywords
steam jet
thermal hydraulic model
condensation oscillation
bubble radius oscillation
pressure oscillation
分类号
TL364 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
低温氮气/液氮射流冷凝振荡特性实验研究
祝乘风
徐元元
雷刚
厉彦忠
王磊
《低温工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
低温液氧射流冷凝振荡特性及流型转变阈值研究
祝乘风
徐元元
雷刚
厉彦忠
王磊
《制冷学报》
2025
在线阅读
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职称材料
3
振荡区下蒸汽冷凝过程的热工水力模型建立及验证
李航
曹学武
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
0
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职称材料
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