低温射流抑制空间液氢储罐温度分层的数值研究

作者：郭斌,赵建福,李凯,胡文瑞

摘要：液氢是一种常用的沸点低、易蒸发的空间低温推进剂.空间微重力环境中浮力对流被极大减弱甚至完全抑制,当推进剂储罐壁面存在局部漏热时,储罐内部气液两相流会出现环绕漏热源的温度分层现象,引起局部过热沸腾,导致储罐内部压力急剧增大,危害系统结构安全.利用低温射流抑制温度分层现象是一种有效手段.低温流体通过设置在储罐内部的射流喷嘴与储罐内部的流体混合,消减局部高温,实现温度的均匀化.本文采用全充满的二维缩比储罐模型,对微重力条件下液氢储罐内局部漏热引起的温度分层现象进行数值模拟,分析低温射流条件对于消除微重力条件下液氢储罐内部温度分层效果的影响.

发文机构：中国科学院力学研究所微重力重点实验室 中国科学院大学工程科学学院 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室

关键词：微重力温度分层低温射流MicrogravityTemperature stratificationCryogenic jet mixing

分类号： V524[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]