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题名低温推进剂微重力无排气加注流体热力态分布仿真研究
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作者
时睿
吴胜宝
艾立强
王磊
马原
厉彦忠
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机构
西安交通大学制冷与低温技术研究所
中国运载火箭技术研究院
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出处
《低温工程》
北大核心
2025年第2期34-45,共12页
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基金
国家自然科学基金(52495001)。
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文摘
针对低温推进剂在轨加注中的受注箱无排气进液过程,采用CFD方法开展数值仿真研究。建立了预示加注过程壁面温度分布与箱内流体热力态分布的二维轴对称模型。研究了加注口结构、重力水平、初始温度等因素对无排气加注规律的影响,结果表明:(1)常重力下,喷雾棒进液结构有利于箱内温度均一,并实现高充注率液体加注;(2)微重力下,贮箱压力与液体充注率受加注口结构的影响较弱,无排气加注前的贮箱初始温度分布会显著影响加注过程的压力水平,进液流量影响加注时间和最终的液体充注率;(3)无排气加注过程采用喷雾棒结构的地面加注方案可以表征微重力下的箱内流体热力态分布与压力演化规律,方便了在地面环境下研究在轨低温加注的特性与规律。
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关键词
无排气加注
低温推进剂
数值模拟
微重力
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Keywords
no-vent fill
cryogenic propellant
numerical simulation
microgravity
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分类号
TB612
[一般工业技术—制冷工程]
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题名液氢无排气加注特性模拟研究
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作者
李建立
耿银良
李敬法
耿金亮
宇波
吴小华
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机构
北京石油化工学院机械工程学院
中国船级社质量认证有限公司技术中心
国家石油天然气管网集团有限公司油气调控中心
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出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期747-754,共8页
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基金
国家重点研发计划(2022YFB4002900)。
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文摘
为获得对液氢地面无排气加注性能及其影响因素的系统认识,建立二维轴对称液氢无排气加注数值模型,借助Fluent软件研究不同进液温度、进液流量、初始壁温和罐内初始压力对液氢无排气加注特性的影响规律。采用Lee模型和用户自定义程序(UDF)描述液氢在加注中的蒸发、冷凝等相变问题,并考虑气液界面张力。结果表明:在地面加注条件下,液氢储罐内胆中气相空间的压力在加注初期快速升高,然后趋于平稳,到加注后期再次明显增大。当所加入液体温度对应的饱和蒸气压大于容器内部压力时,初期加注将导致闪蒸现象,初始阶段压升显著;进液流量不仅影响加注总时间,还影响加注初期的汽化增压、体系温降程度及加注末期的气氢压缩效应;初始壁温影响加注初期的壁面沸腾增压效应;初始压力对加注初期的压力变化影响较大,当初始压力高于液氢饱和压力时,罐内不发生闪蒸。
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关键词
液氢
常重力
无排气加注
加注特性
数值模拟
气相空间压力
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Keywords
liquid hydrogen
constant gravity
unvented filling
filling characteristics
numerical simulation
gas phase space pressure
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分类号
TQ116.27
[化学工程—无机化工]
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题名微重力环境低温流体无排气加注过程数值研究
被引量：7
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作者
马原
王磊
孙培杰
李鹏
厉彦忠
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机构
西安交通大学能源与动力工程学院
上海宇航系统工程研究所
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出处
《低温工程》
CSCD
北大核心
2017年第4期7-13,20,共8页
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基金
国家自然科学基金(No.51376142
No.51406142)
+1 种基金
中国博士后科学基金资助项目(2015M81023)
陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2015JQ5133)
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文摘
针对加注系统受注贮箱,采用CFD方法就液氮贮箱无排气加注过程开展数值仿真,对比了不同重力水平下的无排气加注性能,分析了加注口结构、壁面初始温度、加注流体温度和加注流量等因素对微重力无排气加注性能的影响规律。所构建的二维轴对称模型将流体区与固壁区一起作为求解区域并划分网格,并通过植入用户自定义程序(UDF)计算加注口液体闪蒸过程及气液之间的热质交换。经过实验数据验证,该模型能够合理展示箱内温度场分布和相分布情况,并获得贮箱压力等参数变化信息。数值计算结果表明:(1)加注条件相同时,微重力工况较常重力工况体现出更好的无排气加注性能。(2)微重力条件下,无排气加注性能几乎不受加注口结构的影响,壁面初始温度和加注流体温度越高,贮箱压力越高,加注流量仅对加注时间有显著影响。
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关键词
无排气加注
微重力
液氮
数值模拟
压力变化曲线
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Keywords
no-vent fill
microgravity
liquid nitrogen
numerical simulation
pressure change curve
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分类号
TB658
[一般工业技术—制冷工程]
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