[发明专利]一种发动机试验推进剂供应低频脉动抑制方法及系统

权利要求书

1.一种发动机试验推进剂供应低频脉动抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：氦气气泡流量确认；

根据单气泡动力学分析方法，通过控制注入推进剂中氦气的流量，控制调节注入推进剂中的氦气气泡的平均直径，使得注入气泡尺寸小于临界半径；参考单气泡临界半径计算公式：

式中ρ_l、ρ_g分别是液体和注入氦气的密度；u_g是注入氦气的表观速度；

步骤二：通过高速摄像气体分散试验结合仿真分析建立注气流量下的布气装置指导模型；

2.1、通过对布气装置的不同开孔形式下的气流分布情况进行仿真，根据仿真结果优化布气装置，使得气泡均匀分布；

2.2、建立包含流体供应试验系统，气泡分布可视化透明管道，高速摄影监视系统的气泡分布试验系统；

2.3、通过高速摄影获取氦气气泡从步骤2.1优化后的布气装置中流出，均匀分布到流体中，在流动过程中的气泡分布情况及气泡重新分布的高速摄影图像；结合图像与气泡分布情况进行对比分析，获得可靠的气泡分布仿真模型；

2.4、通过步骤2.3得到的可靠的气泡分布仿真模型，进一步修正布气装置；得到氦气注入所需的布气装置指导模型。

2.一种发动机试验推进剂供应低频脉动抑制系统，其特征在于：包括沿氦气流向依次设置的氦气供应配气系统、恒体积流量气体注入系统及四角切圆布气装置；

所述氦气供应配气系统包括氦气源、集气管、液氧配气系统及煤油配气系统；

所述氦气源的出口通过截止阀、过滤器及氦气出气管接入集气管中；

所述液氧配气系统及煤油配气系统均包括设置在氦气出气管上的质量流量计、截止阀、减压器、第一电磁阀及音速孔板；

液氧配气系统及煤油配气系统入口均与集气管连通；

所述恒体积流量气体注入系统包括液氧恒体积流量气体注入系统与煤油恒体积流量气体注入系统，所述液氧恒体积流量气体注入系统与液氧配气系统中的音速孔板通过氦气出气管连通；所述煤油恒体积流量气体注入系统与煤油配气系统中的音速孔板通过氦气出气管连通；

所述液氧恒体积流量气体注入系统与煤油恒体积流量气体注入系统均包括等流阻现场原位校准流量测量装置及沿氦气流向依次设置在氦气出气管路上的等流阻流量计替代装置、力分界面U形补偿管及平稳气体均衡分配装置；

所述现场原位校准流量测量装置包括质量流量计，用于在原位校准氦气流量；

所述等流阻流量计替代装置用于在校准后，替换质量流量计并根据质量流量计的特性调节流阻；

所述力分界面U形补偿管用于进行力分界的补偿及减少流动特性的变化；

所述平稳气体均衡分配装置用于抑制注气启动段的压力脉动；

所述四角切圆布气装置用于控制气体注入后的分布形态及分布密度；所述四角切圆布气装置包括管体及沿管体内壁周向设置的注气环，所述注气环与管体内壁形成一个密闭的环形空腔；

所述注气环上设置有多个出气孔；

所述管体上开设有与环形空腔连通的至少一个斜接管开口；还包括设置于管体外壁且位于斜接管开口处且与斜接管开口同轴的斜接管；所述斜接管的内径与斜接管开口大小相同；

平稳气体均衡分配装置的出口与斜接管连接，氦气通过四角切圆布气装置进入推进剂系统。

3.根据权利要求2所述的发动机试验推进剂供应低频脉动抑制系统，其特征在于：所述注气环的纵截面为凹槽状或“c”形；所述斜接管开口与对应位置的管体圆周的切角为50-70°。

4.根据权利要求3所述的发动机试验推进剂供应低频脉动抑制系统，其特征在于：所述斜接管开口与对应位置的管体圆周的切角为60°。

5.根据权利要求4所述的发动机试验推进剂供应低频脉动抑制系统，其特征在于：所述管体上开设有四个斜接管开口，四个斜接管开口沿周向均布在管体上；所述斜接管开口的面积总和与所有出气孔的面积总和大小相等。

6.根据权利要求5所述的发动机试验推进剂供应低频脉动抑制系统，其特征在于：所述多个出气孔均布在注气环上。