Étude des caractéristiques de pulsation de la condensation du jet d'oxygène liquide à basse température et des seuils de changement de motif d'écoulement

Zhu Chengfeng ,  

Xu Yuanyuan ,  

Lei Gang ,  

Li Yanzhong ,  

Wang Lei ,  

摘要

La fusée à carburant liquide à basse température rencontre souvent des vibrations longitudinales instables en vol, menaçant gravement le fonctionnement normal de la fusée. Ce type de vibrations présente des caractéristiques typiques de basse fréquence et survient généralement lors de la condensation de l'oxygène liquide à basse température dans les conduites de carburant. Pour résoudre le problème des vibrations à basse fréquence des fusées dès le départ, il est nécessaire d'étudier les caractéristiques des vibrations de la condensation du jet et les caractéristiques de changement de motif d'écoulement de la condensation. En améliorant le modèle de transport de la condensation en introduisant la méthode de la fonction d'altitude, la capture dynamique de la distribution de courbure de l'interface de phase a été établie, établissant avec succès la relation entre la fréquence de pulsation de la condensation et la courbure de l'interface gaz-liquide, obtenant avec succès des caractéristiques de pulsation à basse fréquence de 9,8 à 10,6 Hz. Les résultats de l'étude montrent qu'il existe trois modèles typiques de vibrations de la condensation du jet dans les conduites de carburant: la pulsation stable, l'éclatement du gaz, le reflux intermittent. Parmi eux, la pression des amplitudes les plus élevées dans le reflux et le modèle vibrant peut atteindre 130 kPa, tandis que la pression des pulsations stables n'est que de 1 à 3 kPa. Une analyse dimensionnelle montre que lorsque le paramètre de structure sans dimension L * = 2,2, le seuil de transition du modèle d'écoulement de la condensation Jc * = 7,3. Lorsque Jc * > 7,3, des ondes de reflux intermittentes apparaîtront, ce critère sans dimension peut caractériser avec précision la distribution du modèle d'écoulement de la condensation de l'oxygène liquide à basse température, fournissant une base théorique et un support technique pour la conception de fusées à carburant liquide à basse température.

关键词

Oxygène liquide à basse température; vibrations de condensation de la jet; changement de motif d'écoulement; interface gaz-liquide; instabilité du flux

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