Étude de la stabilité du stockage de carburant de propulsion dans des boîtes de stockage d'hydrogène liquide à basse température dans des conditions de microgravité

Wang Yunlong ,  

Ma Yuan ,  

Zhang Rongda ,  

Wang Kang ,  

Li Yanzhong ,  

摘要

Pour étudier la capacité du système de propulsion cryogénique dans des conditions opérationnelles réelles en orbite, à gérer l'hydrogène liquide dans les boîtes de stockage à canal en toile métallique, un modèle de simulation tridimensionnel pour l'écoulement diphasique couplé à l'effet de la force de perturbation du taux de remplissage a été construit, étudiant le mécanisme de compétition entre la force capillaire-inertielle à l'intérieur de la boîte de stockage à canal en toile métallique pendant le processus de repositionnement sous gravité réduite et la stabilité du stockage. Les résultats montrent que : la capacité de stockage du carburant de propulsion de la boîte de stockage à canal en toile métallique est principalement assurée par la structure composite du canal collecteur et de la surface de la boîte de stockage. Dans la gamme de 5 % à 50 % du taux de remplissage, la boîte peut résister à des perturbations multidirectionnelles de taille 10 ^ -3 g, et maintenir la stabilité de stockage avec une couverture de phase liquide continue dans la zone d'entrée du canal collecteur. À faible taux de remplissage, la distribution de phases gaz-liquide est principalement contrainte par la structure de surface du canal en toile métallique, et l'évolution de l'interface de phase est très peu perturbée, avec l'augmentation du taux de remplissage, la force d'inertie du fluide et l'effet de transport de quantité de perturbation deviennent des facteurs importants pour la restructuration de la distribution de phase dans le processus de repositionnement, une oscillation claire apparaît dans la distribution de phase pendant le processus de repositionnement; la sensibilité de la boîte aux perturbations est différente pendant le processus de repositionnement, la chute maximale du centre de masse due à l'accélération du fond, l'effet de l'accélération du haut sur la hauteur relative du centre de masse est faible, la force de perturbation positive latérale entraîne des oscillations plus importantes dans la hauteur du centre de masse et la fréquence d'oscillation que la force de perturbation inclinée.

关键词

stabilité du stockage ; repositionnement ; boîtes de stockage à canal en toile métallique ; dispositif de gestion du carburant pour la propulsion ; conditions de microgravité

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