低溫射流抑制空間液氫儲罐溫度分層的數值研究

作者：郭斌,趙建福,李凱,胡文瑞

摘要：液氫是一種常用的沸點低、易蒸發的空間低溫推進劑.空間微重力環境中浮力對流被極大減弱甚至完全抑制,當推進劑儲罐壁面存在局部漏熱時,儲罐內部氣液兩相流會出現環繞漏熱源的溫度分層現象,引起局部過熱沸騰,導致儲罐內部壓力急劇增大,危害系統結構安全.利用低溫射流抑制溫度分層現象是一種有效手段.低溫流體通過設置在儲罐內部的射流噴嘴與儲罐內部的流體混合,消減局部高溫,實現溫度的均勻化.本文采用全充滿的二維縮比儲罐模型,對微重力條件下液氫儲罐內局部漏熱引起的溫度分層現象進行數值模擬,分析低溫射流條件對于消除微重力條件下液氫儲罐內部溫度分層效果的影響.

發文機構：中國科學院力學研究所微重力重點實驗室 中國科學院大學工程科學學院 中國科學院力學研究所高溫氣體動力學國家重點實驗室

關鍵詞：微重力溫度分層低溫射流MicrogravityTemperature stratificationCryogenic jet mixing

分類號： V524[航空宇航科學與技術—人機與環境工程]