[發(fā)明專利]一種氣體噴射泵設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910593060.1
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110377985B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王志武
• 申請（專利權(quán)）人: 西安航天動力試驗技術(shù)研究所
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 鄭麗紅

本發(fā)明涉及一種氣體噴射泵設(shè)計方法，解決現(xiàn)有氣體噴射泵設(shè)計方法效率不高以及計算過程較為復(fù)雜的問題。該氣體噴射泵設(shè)計方法包括以下步驟：步驟一、獲取混合流體速度系數(shù)λ_c2；1.1)根據(jù)動量守恒方程，計算噴射泵進口截面混合流體速度系數(shù)λ'_c2；1.2)根據(jù)能量守恒方程，計算噴射泵進口截面混合流體速度系數(shù)λ_c2；1.3)計算混合流體速度系數(shù)λ_c2；步驟二、計算正激波前氣流總壓和正激波后氣流總壓；2.1)計算正激波前氣流總壓2.2)計算正激波后氣流總壓步驟三、進行迭代計算，得到噴射泵的流量系數(shù)；步驟四、根據(jù)步驟三確定的流量系數(shù)，求出其他參數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣體噴射泵設(shè)計方法。

背景技術(shù)

在液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗過程中，氣體噴射泵能夠?qū)⒔禍仄鞒隹诘臍饬鲏毫Ρ３衷谠O(shè)定范圍內(nèi)，使經(jīng)過降溫器的氣流能夠順利升壓并排入大氣，使得擴壓器順利起動，從而確保吸氣式動力裝置試驗所需要的真空條件，因此，氣體噴射泵是試驗排氣系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一。

氣體噴射泵工作原理如圖1所示，氣體噴射泵的工作過程分為三個階段：①等熵膨脹階段；動力流體通過噴嘴絕熱膨脹，加速成具有一定馬赫數(shù)的高速氣體；②混合階段；高速動力流體與被引射流體在混合室進行能量交換，動力流體攜帶被引射流體進入擴壓器，并達到同一速度；③壓縮階段；高速混合流體經(jīng)過一系列激波逐步升壓，并降速至亞聲速，在噴射泵出口達到低亞聲速，氣流排入大氣或進入后繼設(shè)備。

現(xiàn)有氣體噴射泵設(shè)計包括以下兩種方法：①采用經(jīng)驗公式計算噴射泵流量系數(shù)；此種方式計算的流量系數(shù)結(jié)果較為保守，導(dǎo)致效率不高，進而導(dǎo)致氣體噴射泵的能耗較高；②采用索科洛夫方法計算噴射泵流量系數(shù)；此種方法的計算公式不允許被引射流體的壓力與動力流體噴嘴出口壓力存在差異，計算過程較為復(fù)雜，對初始參數(shù)的選擇較為嚴(yán)格，只有在被引射流體和動力流體性質(zhì)相近的條件下，能夠?qū)竭M行簡化處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有氣體噴射泵設(shè)計方法效率不高以及計算過程較為復(fù)雜的問題，提供一種氣體噴射泵設(shè)計方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種氣體噴射泵設(shè)計方法，包括以下步驟：

步驟一、獲取混合流體速度系數(shù)λ_c2；

1.1)根據(jù)動量守恒方程，計算噴射泵進口截面混合流體速度系數(shù)λ'_c2；

n—噴嘴的非設(shè)計度；

k_p—動力流體比熱比；

—臨界壓比，

σ_p—噴嘴總壓損失系數(shù)；

λ_p1—動力流體噴嘴出口速度系數(shù)；P_p1—動力流體在噴射泵進口截面A2處的靜壓；—動力流體總壓；

μ—流量系數(shù)；

W_k為被引射流體的氣流速度；

動力流體的特征速度k_p—動力流體比熱比，R_p—動力流體的氣體常數(shù)；—動力流體的總溫；

被引射流體的特征速度k_k—被引射流體比熱比；R_k—被引射流體的氣體常數(shù)；—被引射流體的總溫；

混合流體的特征速度k_c—混合流體比熱比；R_c—混合流體的氣體常數(shù)；—混合流體的總溫；