蒸汽发生器掺混工质对引射性能的影响分析

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1、第42卷第1期火箭推进V01．42，№．12016年2月JouRNALoFRocKETPRoPul5IoNFeb．2016蒸汽发生器掺混工质对引射性能的影响分析孔凡超，刘万龙，胡旭坤，郭敬(北京航天试验技术研究所，北京100074)摘要：在火箭发动机高空模拟试验领域，常采用蒸汽发生器供应大流量的引射工质。蒸汽发生器利用燃料和氧化剂化学反应，并和掺混工质混合产生引射工质。为了分析掺混工质对蒸汽发生器供应引射工质的性能的影响，开展了理论计算研究。首先，分析了冷却水掺混量变化对引射器零二次流引射性能的影响，结果表明在最小启动压力点，随着冷却水

2、量增加，最小启动压力增大，真空度提高，一次流流量增加，消耗的酒精先减小后增大；其次，分析了采用不同流量液氮作为掺混工质的引射效果，结果表明在最小启动压力点，随着液氮量增加，最小启动压力增大，真空度提高，一次流流量增加，消耗的酒精减少；最后，比较了2种掺混方法，发现采用液氮作为掺混工质，极限真空度更高，引射能力为采用水掺混的3倍。对于带有二次流的超超引射，二次流一致时，2种方式的压缩比相当，但液氮掺混工作范围更宽。关键词：蒸汽发生器；引射；引射器中图分类号：V433—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2016)01—0077

3、—06InnuenceofsteamgeneratortsmixtureonitsejectionperfomanceKONGFanchao，LⅣWanlong，HU)Ⅻ咖l，GUOJing(BeijingmstitIlteofAerospaceTestingTechnology，Beijing100074，China)-d璃蝴：IIlthefieldofaltitudetestofrocketengines，ste锄generatorisusuallyusedtosupplyhigh—nowejectinggas．IIltheste锄

4、generator，如elreactswitlloxidantandblendswithmixturetoproduceejectinggas．Thisp叩erstudiedt11einnuenceofmixtureonperfomanceofejectinggasbasedontlleoreticalcalculation。Firstly，theperfomlanceofasupersonicejectorwi出outasecondnowwimejectinggasmixedwithdi丘．erentVolumesofwaterwas

5、studied．Theresultsshowthatattheminim啪sta：rtpressurepoint，whentllecoolingwaterVolumeincreases，abiggerminimumstanpressureisneededandthevacuumleVelincreaseswhilemoreejectinggasisrequiredwithalcoholconsumptionfirstdecreasesandthenincreases．Secondly，t11eperf-onnanceofasuperso

6、nicejectorwithejectinggasmixedwithdifferentVolumesofliquidnitrogenwasstudied．Theresultsshowthatat收稿日期：2叭5—03一18：修回日期：2015一07—26作者简介：孔凡超(1985一)，男，工程师，研究领域为液体火箭发动机试验技术研究78火箭推进2016年2月themmlmumstartpressurepoint，whentheliquidni仃1)genVolumeincreases，abiggerstartpressureisneed

7、edandtheVacuumleVelincreaseswhilemoreejectinggasisrequiredwithlessconsumptionofalcoh01．Finally，thecoⅡlp碰sonofthe觚oblendingmethodsshowsnlatusingliquidnitrogenasmixturebmgsahi曲erVacuumleVelandanejectingperfomancethreetimesbetterthanthatofusingwater．Asforsupersonic·superson

8、icejectorwitllasecondnow，thecompressionratiosarethes锄eunderthesamesecondnowbuttheliquidni仃Dgenhasalarge