过冷度对飞行器贮箱热力学排气系统性能的影响

为了研究低温推进剂贮箱的压力控制特性和热力学排气系统的运行特性,建立了耦合贮箱内流体流动相变过程与热力学排气系统(TVS)的数学模型,对TVS系统运行后贮箱的压力和温度变化进行了仿真计算.在以液氮为贮存工质的低温流体高效贮存平台上,进行了仿真模型的验证.分析了不同液体过冷度对低温贮箱温度和压力控制特性的影响.研究发现,在相同的在轨贮存周期内,对于饱和状态的液氢和液氧,TVS只有在排气模式下才能实现低温贮箱的压力控制,而对于过冷状态的液氢和液氧,TVS只需进行混合模式运行便可实现低温贮箱压力控制,且TVS混合运行时间随液体过冷度的增加而减少,16 K液氢时TVS的运行时间(546 s)相比于20 K液氢(663 s)减少了17.6％,78 K液氧时TVS的运行时间(2760 s)相比于90 K液氧(16469 s)减少了83.2％.过冷液体与气枕的混合可以实现低温流体在轨贮存过程中的零排放.