液氮文氏管汽蝕動(dòng)態(tài)特性可視化實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、汽蝕是影響水力機(jī)械性能和壽命的重要因素，文氏管是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要部件，隨著我國(guó)以液氫液氧為推進(jìn)劑的大火箭的發(fā)展，文氏管汽蝕問(wèn)題也成為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。液氧、液氫、液氮等低溫流體物性特殊，汽蝕發(fā)生時(shí)伴隨著明顯的熱力學(xué)效應(yīng)，適用于常溫流體汽蝕的數(shù)值模型已不再適用于低溫流體，為了完善低溫流體汽蝕數(shù)值模型，必須對(duì)低溫流體進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究。
　　本文設(shè)計(jì)了國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道的首臺(tái)低溫流體汽蝕可視化試驗(yàn)裝置，可視化段文氏管采用透明的

2、有機(jī)玻璃制作，文氏管上布置有溫度和壓力傳感器。可視化段采用了低溫自密封技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了非金屬管道和金屬管道在低溫下的密封。該裝置運(yùn)行穩(wěn)定，利用高速攝像機(jī)拍攝了汽蝕發(fā)生過(guò)程，記錄了汽蝕區(qū)溫度、壓力和流量數(shù)據(jù)。
　　實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)文氏管液氮汽蝕存在兩種典型流態(tài)，即汽蝕區(qū)連續(xù)流模式和間歇流模式。分析了間歇流模式下汽蝕云團(tuán)周期性脫落的特性，闡述了聲速在壓力和流量周期性波動(dòng)的影響作用。利用 FFT方法分析了汽蝕區(qū)的壓力數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)間歇流狀態(tài)下在一定范圍