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1、反压环境舱的设计及在雾化实验中的应用第33卷第4期2007年8月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONVo1.33,No.4Aug.2007反压环境舱的设计及在雾化实验中的应用曹智程(西安航天动力研究所,陕西西安710100)摘要:介绍了反压环境舱的设计思路,结构特点及其在喷嘴特性研究过程中的应用.环境舱包括:舱盖提升机构,舱体移动机构,喷嘴调节装置,气幕隔离装置,视镜和散光装置.所设计的环境舱视镜通光直径为1lOmm,环境压力高达6.0MPa.实验结果表明.反压环境舱能配合高速动态分析系统
2、完成高压环境下流量和雾化性能实验.关键词:反压环境舱;液体火箭发动机;雾化实验中图分类号:V434文献标识码:A文章编号:f2007104—0028—04Designandapplicationofpressureenvironmental11●●●ChamberinatomizationtestCaoZhicheng(XianAerospacePropulsionInstitute,Xian710100,China)/Id~traet:Thestructurecharacteristicsandapplica
3、tionofpressureenvironmentalchamberforinjectorperformancetestwereintroduced.Theenvironmentalchamberconsistsofachambercover,anelevatordevice,achamberbodyshiftingdevice,aninjectoradjustmentdevice.gas-filmseparat.ingdevices,windowsandanastigmatismdevice.Thetrans
4、parentdiameterofenvironmentalchamberis110mm,andthepressureisashighas6.0MPa.Theresultsindicatethatthehighpressureatom.izationperformancetestscanbeaccomplishedwithpressureenvironmentalchambercombinedwithhighspeeddynamicanalysissystem.Keywords:pressureenvironme
5、ntalchamber;liquidpropellantrocketengine;atomizationtest收稿日期:2006—12—10;修回日期:2007—12—20.作者简介:曹智程(1969一),男,工程师,研究领域为喷雾燃烧.第33卷第4期曹智程:反压环境舱的设计及在雾化实验中的应用291引言液体火箭发动机推进剂的雾化是在较高或者很高压力条件下进行的.目前,喷嘴性能及雾化研究实验通常是在1个大气压环境下进行,这造成实验得到的雾化性能与实际状况有一定差异Il'21.为能在反压环境下进行喷嘴雾化实验,
6、在更接近于喷嘴工作的真实状态进行喷嘴特性研究,进一步提高喷嘴雾化研究的水平,设计了反压环境舱.本文介绍反压环境舱的设计及应用.2反压环境舱技术参数及结构2.1技术参数依据目前及今后一段时间液体火箭发动机燃烧室单喷嘴的工作参数,考虑目前技术条件,选择的反压环境舱的设计参数如下:空气:m=O-1.8k9/s;水:m=O～1k9/s:反压压力:尸=0.1-6MPa;视窗直径:l10mm.2.2反压环境舱结构从使用性能和可操作性考虑,反压环境舱包括舱盖提升机构,舱体移动机构,喷嘴调节装置,气幕隔离装置,视镜和散光装置f
7、整体外结构图见图1)等.技术特点如下:图1反压环境舱Fig.1Pressureenvironmentalchamber(i)舱盖提升机构反压环境舱设计压力为6.0MPa,内径为qb280mm,罐高为800mm,材质选用1Crl8Ni9Ti.舱盖采用平板结构,螺栓连接方式.舱盖开有15mm通孔四个,q~6mm通孔两个,供实验介质和舱体压力测量用.舱盖重量比较重,因此设计了梯型螺旋丝杠提升机构,通过手轮带动丝杠提升舱盖.在丝杠两侧设计导向杆,以避免舱盖上升过程中出现晃动及偏斜.f2)舱体移动机构环境舱自身重量重,体
8、积大.为便于移动将环境舱固定在可移动的小车上.小车移动采用活动式脚轮,由自锁机构完成位置固定.f3)喷嘴调节装置喷嘴装在环境舱盖的中心.沿轴线向下喷射.喷嘴在反压环境舱内需满足:f1)喷嘴出口位置需在视镜的三分之一处;f2)喷嘴能在夹具上360.转动,这样有利于拍摄到喷雾场的最佳位置.由于喷嘴实验件型式,结构尺寸各不相同,为了满足上述两个位置条件,需设计能调节长短并同时自锁的喷嘴夹具.
