Studie zur Stabilität der Treibstofflagerung in Drahtkanalbehältern mit flüssigem Wasserstoff bei niedrigen Temperaturen in Schwerelosigkeit

Wang Yunlong ,  

Ma Yuan ,  

Zhang Rongda ,  

Wang Kang ,  

Li Yanzhong ,  

摘要

Zur Untersuchung der Fähigkeit des kryogenen Antriebssystems in realen Betriebsbedingungen im Weltraum, flüssigen Wasserstoff in Vorratsbehältern mit Netzkanaälen zu handhaben, wurde ein dreidimensionales Modell zur Simulation des mehrphasigen Fließens unter gekoppelten Wirkungsfüllgradstörung gebaut, und der Mechanismus des Wettbewerbs zwischen Kapillarkraft-Inertialkraft innerhalb des Vorratsbehälters mit Netzkanaälen während des Umlagerungsprozesses unter reduzierter Schwerkraft und Lagerstabilität wurden untersucht. Die Ergebnisse zeigen: Die Fähigkeit des Kraftstoffvorrats im Drahtkanalvorratsbehälter wird hauptsächlich durch die Verbundstruktur des Sammelkanals und der Behälteroberfläche bereitgestellt. Im Bereich von 5% bis 50% der Füllrate kann der Behälter Störungen in mehreren Richtungen von 10 ^ -3 g Größenordnung widerstehen und die Lagerstabilität mit einer kontinuierlichen Flüssigphasenabdeckung im Eintrittsbereich des Sammelkanals aufrechterhalten. Bei niedrigen Füllraten wird die Gas-Flüssigkeitsphasenverteilung hauptsächlich durch die Oberflächenstruktur des Drahtkanals eingeschränkt und die Entwicklung der Phasengrenzfläche wird nur geringfügig von Störungen beeinflusst, mit zunehmender Füllmenge werden die Inertialkraft des Fluids und der Störungsmomenttransporteffekt zu wichtigen Faktoren für die Umstrukturierung der Phasenverteilung im Umlagerungsprozess, während des Umlagerungsprozesses tritt eine deutliche Oszillation in der Phasenverteilung auf; Die Empfindlichkeit des Behälters gegenüber Störrichtungen ist während des Umlagerungsprozesses unterschiedlich, der maximale Schwerpunktabfall durch die Bodenbeschleunigung, der Einfluss der Oberbeschleunigung auf die relative Schwerpunkthöhe ist gering, positive Querstöreffekte verursachen größere Schwankungen in der Schwerpunkthöhe und der Schwingungsfrequenz als die schrägen Störeffekte.

关键词

Lagerstabilität; Umlagerung; Drahtkanalbehälter; Treibstoffmanagementgerät für den Antrieb; Schwerelosigkeitsbedingungen

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