微重力下低温贮箱内气液两相流界面特征与增压规律研究

项目名称： 微重力下低温贮箱内气液两相流界面特征与增压规律研究

项目编号： No.51406142

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 王磊

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 深空探测要求低温推进剂能够实现长期在轨安全贮存。微重力下的气液两相流表现出不同于地面的特征。在空间热作用下，低温流体升温气化，导致贮箱压力持续升高。准确预测低温流体在轨时的界面形态与压力变化可以为贮箱结构设计与控压技术选用提供依据，而我国在该领域的研究尚处于起步阶段。本项目拟采用理论分析、数值模拟与地面实验相结合的手段就处于微重力下的低温贮箱内部两相流运动与增压规律开展研究。采用数值方法研究重力缺失对气液两相流界面分布的影响，探明两相流运动的形成机理；建立微重力气液热质传递模型；构建CFD模型预示贮箱压增过程，探究提高CFD计算经济性的途径；搭建实验平台研究贮箱自增压、氦气增压、喷射器混合工况下的温度场分布与压力变化规律；针对不同的贮存目标提出压力控制技术选用原则。本项目的研究可缩小我国在低温流体在轨安全管理领域与国际先进水平的差距，为我国载人登月及深空探测提供理论和技术支持。

中文关键词： 气液相变；低温推进剂；沸腾曲线；微重力；压力管理

英文摘要： Long term on-orbit security storage of cryogenic propellant is necessary for deep space exploration. The characteristics of gas-liquid two-phase flow in microgravity are quite different from that on earth. Under the effect of space radiation heat flux, cr

英文关键词： vapor-liquid phase change；cryogenic propellant；boiling curve；microgravity；pressure management