| 一种用于火箭发动机的等内壁面温度的冷却结构设计方法 | |
李龙; 李轩; 姚卫 ; 汪球; 栗继伟; 赵伟
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| 2022-05-24 | |
| Rights Holder | 中国科学院力学研究所 |
| Abstract | 本发明提供一种用于火箭发动机的等内壁面温度的冷却结构设计方法，包括：计算出推力室轴向上不同位置处工作时的燃气参数和绝热壁温；根据冷却剂的类型确定冷却通道围绕推力室的布置方式；由冷却通道入口至出口，将冷却通道沿流向划分为多个小段，计算该小段冷却通道中冷却剂的散热量；以整个推力室内壁壁温为一个恒定值作为基础，在满足冷却通道等水力直径下调整各小段冷却通道的形状；通过循环迭代，以满足此条件的冷却通道形状作为设计结果，完成设计过程。本发明以推力室内壁温度为恒定壁温，在保证冷却通道水力直径下对冷却通道的尺寸进行调整，可以有效地带走推力室壁面的热量，减小冷却通道内的燃料的压力损失，降低发动机结构重量和热应力。 |
| Application Date | 2021-03-05 |
| Application Number | CN202110245244.6 |
| Patent Number | CN112832929B |
| Claim | 1.一种用于火箭发动机的等内壁面温度的冷却结构设计方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤100，首先以火箭发动机的推力室形状为基础，计算出推力室轴向上不同位置处工作时的燃气参数，以得到推力室内壁的绝热壁温； 步骤200，根据冷却剂的类型，以常规方式先以冷却剂的流量和流路形式，确定冷却通道围绕推力室的布置方式、形状和出入口位置； 步骤300，由冷却通道入口至出口，将冷却通道沿流向划分为多个小段，根据任意一小段冷却通道对应处的推力室内壁内侧至推力室内壁外侧的散热量，和推力室内壁外侧至冷却剂的散热量，计算该小段冷却通道中冷却剂的散热量； 步骤400，以整个推力室内壁壁温为一个恒定值作为基础，结合冷却剂在冷却通道内的流动方向及各小段冷却通道的散热量，在满足冷却通道等水力直径下调整各小段的水力直径和尺寸，使各小段冷却通道满足对应小段推力室内壁壁温的散热要求； 步骤500，在调整过程中，通过循环迭代，重复步骤200至400来调整冷却通道各小段的尺寸以改变其换热量，直至所有小段的散热量使整个推力室内壁壁温保持一致，然后以满足此条件的冷却通道尺寸作为设计结果，完成设计过程。 |
| Language | 中文 |
| Classification | 发明授权 |
| Status | 有效 |
| Note | 授权 |
| Country | 中国 |
| Agency | 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) |
| Document Type | 专利 |
| Identifier | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/90083 |
| Collection | 高温气体动力学国家重点实验室 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 李龙,李轩,姚卫,等. 一种用于火箭发动机的等内壁面温度的冷却结构设计方法. CN112832929B[P]. 2022-05-24. |
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| 20210525_0A_CN_0.pdf（1214KB） | 专利 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Download | ||
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