低温液体输送系统间歇泉现象机理分析与消除措施

在低温液体输送系统的垂直管路中有可能发生间歇泉现象 ,对管路系统和液体储存都会产生不利影响。文中从气泡动力学、间歇泉循环过程、管路结构等方面对低温液体输送系统中出现的间歇泉现象进行了机理分析 ,介绍了几种消除间歇泉现象的措施 ,为进一步研究间歇泉现象提供了理论基础     

液氧加注系统阀控瞬变危害性仿真研究

对液氧加注系统中的直流式低温截止阀进行二维模型建立,利用FLUENT动网格技术和UDF函数对液氧加注时阀门的关闭过程进行动态模拟,分析管道中低温液氧的瞬变过程,对不同关阀时间和不同加注流量下瞬变压强进行研究,结果表明:关阀所用时间越长、加注流量越小瞬变危害性越小。研究可为液氧加注系统阀门控制提供理论依据,减小低温加注时的不稳定性。     

低温加注系统实时故障诊断技术研究

目前,我国一些低温加注系统不具备自动化加注能力,系统效率较低,加注过程具有较大的不确定性,给低温推进剂顺利加注和系统带来隐患。实现加注过程的实时故障诊断,是低温加注过程完全自动化的重要前提和基础。该文提出了低温加注系统实时故障诊断的原理、仿真模型建立方案,以及故障判据的建立及判断方法等。     

基于等效电路低温推进剂加注系统固有频率分析

系统的固有频率的研究对流固耦合振动具有重要意义,本文基于等效电路的方法,对低温推进剂加注系统固有频率开展研究,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件搭建等效电路进行固有频率求解,最后计算了典型加注系统管路在不同管路参数以及流体物性参数下的系统一阶固有频率,该方法更为直观地获得管路参数和流体物性参数对系统固有频率的影响规律。研究表明,加注系统的固有频率与加注管道长度有关,在管径为0.15 m下当加注管从5 m增加到25 m时其固有频率减小了22.5%,且增加蓄压器后系统的固有频率也会减小。研究结果可为低温推进剂管路设计和减振防护提供技术依据。     

低温水平加注管路系统预冷过程实验研究

低温管路系统的预冷过程主要依靠人员的经验进行控制,对预冷过程的判定缺乏有效的量化指标。主要通过对低温加注管路系统预冷实验,对低温管路内的温度变化情况和管内的低温介质流态进行测量和分析,为准确判断低温加注管路完成预冷提供理论依据。     

液氧加注系统仿真研究

利用SINDA/FLUINT软件,对某液氧加注系统进行1:1建模,对预冷和大流量加注过程中的流体温度、压力、流量等主要参数进行仿真分析,通过仿真结果与加注任务实测数据的对比,验证了低温加注过程系统级仿真预示的可行性。     

低温推进剂温度测量的线性化处理研究与应用

通过对铂电阻温度传感器的低温特性研究及其在运载火箭低温加注管道中的热平衡状态仿真,分析影响低温推进剂温度测量精度的关键因素,并采用线性化处理和补偿的方法进行误差修正。实践表明,该方法有效提高了测量精度,实现了综合测量误差小于0.25 K的目标。     

振动对水平管内液氢两相流影响的数值模拟

液氢加注过程中,管路的振动会影响液氢加注的安全性与效率。为了研究低温管路振动对液氢加注过程的影响,从而使得加注过程快速安全进行,建立了液氢管路的三维模型,采用流体体积函数(VOF)耦合水平集(Level-Set)方法,针对不同管路振动频率及振幅条件,模拟并分析了管内液氢两相流的流动及传热特性。研究结果表明,管路振动在频率和振幅较大时增强了液氢与管路之间的换热,使得管内气泡增多;管内的压降随着振幅频率的增加而增大,管路的振动破坏了管内液氢气液两相流的稳定边界,并且促进了气泡的分离与聚合,进而影响了低温输运管路的稳定性。通过数值模拟为液氢的加注提供了理论指导。     

氧箱冷氦气瓶加注和增压系统仿真计算及分析

冷氦增压系统是低温液体推进系统的关键技术之一。利用仿真软件Sinda/Fluint,对氧箱冷氦增压系统的冷氦气瓶加注过程和系统增压过程进行了基于集总参数法的建模与计算分析。首先,对冷氦气瓶加注过程给出了最优加注流量,并分析了气瓶内温度压力达到稳定所需的时间、冷氦气瓶充气过程瓶内最高温度以及气瓶与周围液氧的传热;其次,针对冷氦增压系统,详细研究了两种气瓶布局条件下,贮箱增压过程中冷氦气瓶温度、压力随时间的变化,以及氧箱内气枕与液氧的温度、压力变化情况;最后,还对增压过程中的氦气流量、传热特性进行了研究。     

低温液体管路输送中几个问题的分析

对低温液体传输过程中气体置换、预冷过程、竖直管道中间歇泉现象、盲支管填充时和阀门开启时的不稳定现象作了较详细分析,指出了其可能造成的危害,并提出了相应的解决方法。     

单管加注可控操作的关键问题与分析

介绍了低温绝热气瓶单管加注的流程以及实现单管加注可控操作的几个关键问题。提出了从供液储罐到被加注对象之间合理的设备及管线布局要求,并给出了可控操作的步骤和关键加注指标的分析。文中所提出的建议可作为LNG车载瓶或低温绝热气瓶单管加注装置设计与安装的参考,也可作为单管加注操作说明的借鉴。     

加注系统信息融合式健康监测方案研究

为解决当前发射场加注系统维修维护与状态监测所面临的问题,提出针对加注系统开展基于信息融合的健康监测;分析针对加注系统开展健康监测研究以及将信息融合技术引入系统健康监测的意义,总结加注系统健康监测现状,得出开展加注系统健康监测所面临的困难与启示;针对加注系统典型设备,设计融合式健康监测方案,包括健康监测信息特点分析、典型设备健康监测信息分析以及典型设备健康监测方案设计;为后续进一步深入开展加注系统融合式健康监测研究奠定了良好基础。     

车载低温高压氢存储技术现状及分析

低温高压氢作为一种新型的高密度储氢技术,近年来成为研究和应用领域的热点。对比了常见的商用储氢方式,总结了低温高压氢存储的优势及储罐基本结构,通过低温高压氢加注特性、新型轻质高强度复合材料和低温绝热等关键技术问题的分析,指出开展低温树脂、纤维、金属内胆的协同研究,降低日蒸发率,实现随机工况下低温高压氢无损加注及低温高压氢的安全问题是未来的研究重点。     

液氧加注盲支管填充过程及影响因素仿真研究

对液氧加注系统中的盲支管填充过程进行了仿真,研究了液氧蒸气腔填充过程中的瞬变流动现象,分析了危害程度影响因素,评估了填充冲击的危害性。结果表明,危害性的大小与盲支管的直径和长度成反比,与主管道背压成正比。研究结论可为发射场液氧加注系统和加注工艺流程的设计优化提供参考。     

液氢加注系统中过滤器漏热故障仿真与分析

液氢管道输送需要在极低温度下进行,需要较高的保温措施,而且出现漏热故障的时候将十分危险。发生漏热后的液氢会迅速产生气液两相流,其对加注系统中的器件造成很大的冲击与危害,造成加注系统损坏等事故。因此,对液氢加注系统进行仿真研究有着重要的作用。而过滤器漏热的影响大约是管道漏热的三倍,所以研究过滤器漏热更具有防范风险的指导意义。本文依据AMEsim工程仿真软件,对液氢加注系统进行建模与仿真,并置入过滤器故障仿真进行对比与分析。     

液化天然气汽车燃料罐的无气体排放的加注过程

文中介绍了液化天然气汽车燃料罐的无气体排放加注的过程,分析了过程实现的条件及输送到燃料罐后低温液体的饱和温度和压力的变化,提出了对燃料罐和加注站在设备结构、燃料储存和输送压力方面的要求,可作为设计与制造液化天然气汽车燃料储罐及相应加注装置的参考。     

粉末颗粒气力加注特性实验研究

粉末发动机是以粉末颗粒为燃料的新型发动机,具有多次起动和推力调节的功能.粉末加注是粉末发动机实验组织过程中的重要环节.本研究通过搭建粉末供应系统开展粉末气力加注实验,研究对比了集粉箱加注位置、流化气量对粉末气力加注特性的影响.考虑了供粉过程中储箱内粉末堆积密度的动态变化,并建立了相应的计算方法,同时还采用控制系统理论揭示了储箱内粉末堆积密度的变化规律.结果表明:在相同条件下,较大的流化气量有利于加注过程稳定,但集粉箱加注率较低;气力加注方式下集粉箱内的粉末堆积密度大于储箱内初始堆积密度;采用较小的流化气量与集粉箱壁面切向加注方式有利于提高粉末粒径分布均匀性;集粉箱壁面切向加注方式下,流化气量较小时储箱内粉末的堆积密度是先增大后减小,且堆积密度最终值小于初始值,而流化气量较大时,储箱内粉末的堆积密度是先增大后减小再增大后减小,且堆积密度最终值大于初始值;储箱内粉末堆积密度的动态变化过程类似于欠阻尼二阶系统,流化气量较小时系统阻尼系数较小,而流化气量较大时系统阻尼系数较大,且是一个变阻尼过程.     

低温盲支管诱发水击振动的实验研究

低温加注管路系统难以避免存在盲支管结构,当系统中发生参数突变时,会存在诱发低温盲支管填充水击振动现象。本文从实验角度探索诱发低温盲支管填充水击振动的成因,结果表明:当盲支管处于热态时,通过对盲支管进行排气扰动,可诱发低温液体填充盲支管水击振动;管路系统的背压越高,盲支管水击振动压力值越大。     

低温液体充填管路的数值计算

在低温液体的管路输送中,充填过程是一个使管路热负荷大幅减少的预冷却阶段,了解其特征规律非常重要。本文通过建立一维模型,对水平液氢加注管的预冷过程进行了数值计算,求得了各时刻管路的壁温分布,以及预冷却过程所用的时间。初步分析了低温液体充填管路过程中,管壁与工质的温度分布特点,以及管路长度、管径与加注流量对预冷却时间的影响。     

CGSE中液位指示稳定的低温沸腾换热器的设计

低温地面支持设备系统CGSE是用于冷却第二代阿尔法磁谱仪AMS02的磁体组件并将超流氦注入AMS02磁体杜瓦的低温设备系统。介绍用于CGSE系统中液位指示稳定的补液式低温沸腾换热器,介绍了换热器的技术特性、设计原理、结构特征和技术要求。该低温沸腾换热器的结构特征主要在于两个筒体的使用,其中加注液体及装液位计的稳定筒与沸腾的换热筒是分开的,通过封头连通,减小了沸腾引起的液位计信号波动。另外的一个结构特征是汇气管的使用,降低了气流对液位的冲击。最终实现了液位指示稳定,提高了低温沸腾换热器的换热性能,具有显著的经济效益和社会效益。