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1、第36卷第2期2010年4月火箭推進(jìn)JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．36．№．2Apr．2010超音速環(huán)形蒸汽引射器啟動(dòng)特性試驗(yàn)研究趙宏，張海棟，趙春宇(北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所，北京100074)摘要：為考察超音速環(huán)形蒸汽引射器啟動(dòng)特性，在地面試驗(yàn)臺(tái)上，對采用不同蒸汽噴嘴的超音速環(huán)形蒸汽引射器模型啟動(dòng)關(guān)機(jī)過程中參數(shù)動(dòng)態(tài)變化趨勢進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著蒸汽噴嘴擴(kuò)張角(0—200)的增加，真空艙內(nèi)極限真空壓力增加，環(huán)引最小啟動(dòng)壓力變化不明顯，且關(guān)機(jī)段最小失穩(wěn)壓力低于啟動(dòng)段最小啟動(dòng)壓力。關(guān)鍵詞：超音速引
2、射器；蒸汽射流泵；起動(dòng)特性；最小啟動(dòng)壓力中圖分類號：V434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：(2010)02—0048-05ExperimentalinvestigationonstartperformanceofsupersonicsteamannualejectorZhaoHong，ZhangHaidong，ZhaoChunyu(BeijingInstituteofAerospaceTestingTechnology，Beijing100074，China)^b
3、血act：Experimentofasupersonicsteamannu
4、alejectorwagconductedatground—testbench．Testresultsshowthatvacuumpressureincreasegraduallyandminimalstartpressurechangesignificantlywiththeincreaseofsteamnozzleexpandingansh．Duringtheshutdownphase，themal—functionpressureislowerthanminimalstartpressure．K何words：supersoni
5、cejector,steam-jetpump；startperformance；minimalstartpressure0引言超音速環(huán)形蒸汽引射器是一種蒸汽射流泵，它利用超音速射流的引射增壓機(jī)理作用實(shí)現(xiàn)抽取真空，在各種大型發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)系統(tǒng)領(lǐng)域被廣泛采用。高空模擬主動(dòng)引射系統(tǒng)啟動(dòng)過程中，超音速環(huán)形蒸汽引射器必須首先啟動(dòng)，將正收稿日期：2009—10-27；修回日期：2010-01-04。作者簡介：趙宏(1970_-)，男，高級工程師／博士，研究領(lǐng)域?yàn)榛鸺l(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬技術(shù)。第36卷第2期趙宏，等：超音速環(huán)形蒸汽引射器啟動(dòng)特性試驗(yàn)
6、研究49激波推出混合擴(kuò)壓段出口并在混合擴(kuò)壓段內(nèi)建立超音速流場，才能保證上游設(shè)備正常工作。超音速環(huán)形蒸汽引射器啟動(dòng)成功與否取決于實(shí)際蒸汽總壓與引射器最小啟動(dòng)壓力的比值(最小啟動(dòng)壓力)，最小啟動(dòng)壓力高于實(shí)際蒸汽總壓將導(dǎo)致引射器無法正常啟動(dòng)，因此啟動(dòng)特性研究是超音速環(huán)形蒸汽引射器設(shè)計(jì)與性能驗(yàn)證過程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。影響超音速環(huán)形蒸汽引射器啟動(dòng)特性的主要因素包括蒸汽噴嘴結(jié)構(gòu)、混合擴(kuò)壓段幾何構(gòu)型、蒸汽成分、實(shí)際蒸汽總壓與引射器最小啟動(dòng)壓力的比值。相關(guān)研究表明，超音速中心型引射器啟動(dòng)特性研究較為成熟，有大量的試驗(yàn)結(jié)果可供參考；超音速環(huán)形引射器，
7、特別是超音速環(huán)形蒸汽引射器，啟動(dòng)特性研究文獻(xiàn)稀少，且所研究的環(huán)形引射器工況低、盲腔真空度低，與高工況大壓縮比超音速環(huán)形蒸汽引射器的工作狀態(tài)相去甚遠(yuǎn)，無法全面反映超音速環(huán)形蒸汽引射器啟動(dòng)特性的變化規(guī)律。因此，有必要深入開展超音速環(huán)形蒸汽引射器啟動(dòng)特性的試驗(yàn)研究工作。試驗(yàn)了三種蒸汽噴嘴擴(kuò)張角的超音速環(huán)形蒸汽引射器，混合擴(kuò)壓段為等截面混合擴(kuò)壓段，并將引射器與模擬噴嘴、真空艙、二次喉道擴(kuò)壓器等高空模擬系統(tǒng)縮比組件相連接，研究引射器啟動(dòng)關(guān)機(jī)特性及引射器與上游設(shè)備的相互作用，得到相應(yīng)參數(shù)曲線與變化規(guī)律。1試驗(yàn)系統(tǒng)與試驗(yàn)過程1．1試驗(yàn)系統(tǒng)試驗(yàn)系統(tǒng)
8、由氮?dú)夤┙o分系統(tǒng)、蒸汽供給分系統(tǒng)、測控分系統(tǒng)、試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒M成。氮?dú)夤┙o分系統(tǒng)提供模擬負(fù)載氮?dú)猓窒到y(tǒng)由手動(dòng)截止閥、氮?dú)鉁p壓器、管路、電磁閥、金屬軟管等組成，氮?dú)庠磯毫?6．0MPa，總?cè)莘e約100m3；蒸汽供給分系統(tǒng)提供所需參數(shù)蒸汽，分系統(tǒng)由蒸汽管路、電動(dòng)截止閥、金屬軟管等組成，最大蒸汽壓力0．8—1．0MPa，最大蒸汽流量6．Ok．s／s，蒸汽溫度180～200。C；測控系統(tǒng)由蒸汽電動(dòng)截止閥控制單元、氮?dú)怆姶砰y控制開關(guān)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，用于控制氮?dú)猓羝┙o參數(shù)調(diào)節(jié)及試驗(yàn)參數(shù)采集，數(shù)據(jù)采集由傳感器、信號調(diào)理器、Nicolet便攜式
9、數(shù)據(jù)采集設(shè)備(型號：Dimension4D完成，系統(tǒng)測量精度約5％v，采集速率lkHz；試驗(yàn)?zāi)Ｐ陀烧婵张摗⒛M噴嘴、二次喉道擴(kuò)壓器、超音速環(huán)形蒸汽引射器等幾部分組成，見圖1所示。圖1試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪疽鈭DFig．1Sketchofexperi
