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题名复杂结构低温涡轮泵预冷特性集总参数仿真研究
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作者
秦毅
李耀阳
李卓伦
刘刚毅
王磊
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机构
西安交通大学制冷与低温工程研究所
北京航天动力研究所
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出处
《西安交通大学学报》
北大核心
2025年第11期177-186,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52332012,52495001)。
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文摘
为实现火箭发动机低温涡轮泵预冷特性与规律的定量预测,解决AMESim软件无法准确预测预冷两相传热的技术挑战,开展了液氧涡轮泵预冷的集总参数仿真研究。首先,采用热容等效方法将涡轮泵复杂结构简化为环状管流模型,实现了涡轮泵壳与芯体同步预冷求解;然后,将低温预冷两相流型判定与沸腾传热模型植入AMESim软件,建立了涡轮泵预冷多节点集总参数预测模型;最后,采用该预冷模型对复杂液氧涡轮泵预冷规律开展了变工况预示。结果表明:所建立低温预冷集总参数模型在预测预冷耗时时最大误差小于6.0%;液氧涡轮泵芯体预冷时间为壳体耗时的3.7%,因此泵壳预冷耗时决定了涡轮泵整体预冷进程;提高入口压力有利于强化流体与结构体间的传热速率,实现快速预冷,但会增加预冷过程液体消耗量。所建立的AMESim预冷模型为研究火箭低温发动机规律提供了一种新的方法选择。
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关键词
涡轮泵
低温预冷
集总参数仿真
沸腾传热
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Keywords
turbopump
cryogenic chilldown
lumped-parameter simulation
boiled heat transfer
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分类号
V421.42
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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