试验台冷却水系统水击压力仿真研究

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1、第42卷第1期2016年2月火箭推进JOURNAL0FROCKETPROPULSl0NV01．42．№．1Feb．2016试验台冷却水系统水击压力仿真研究刘洋，曹文庆，唐斌运，王朝(西安航天动力试验技术研究所，陕西西安710100)摘要：液体火箭发动机试验台冷却水供应管路具有长度长、管径大的特点。发动机试验过程中，由于阀门动作过快所产生的水击压力会对试验台冷却水供应系统的安全可靠运行产生严重影响。针对该问题，借助系统流动特性瞬态仿真软件，建立了某试验台冷却水供应系统水击压力仿真平台。通过特征线法对系统内水击压力的变化情况进行了仿真计算，并将仿真结

2、果与放水试验时的实测值进行了对比分析，验证了所建立模型的计算准确性并分析了误差产生的主要原因。在此基础上，分析了关阀策略及管路配置对系统内水击压力的影响，提出了优化阀门动作顺序及开启手动旁通阀2种降低试验台冷却水系统水击压力的方法。仿真结果显示，通过采用以上2种方法能够有效降低水击压力峰值，同时增大其衰减速率。关键词：试验台；冷却水系统；水击压力中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2016101—0083—05SimulationstudvonwaterhammerpressureincoolingwatersV

3、stemofLREtest-bedLIUYang，CAOWenqing，TANGBinyun，WANGChao(Xi’aIlAerospacePropulsionTestTecllIlologyIIlstitute，Xi’an7l0l00，China)棚’s缸act：ThecoolingwatersupplysystemofLREtest．bedhasalonglen舀handla唱edi啪eterpipeline．Thewaterhammerpressuremaycauseaseriouse行．ectonthesafeandreliableop

4、emtionofc001ingwatersupplysyStemduringtheLREtestduetothefastValVeaction．Aimingatthisproblem，asimulationplatfonnofwaterhammerpressureinthecoolingwatersyStemofacertaintest-bedwasbuiltbymeansoftransientsimulationso脚areofthenowcharacteristics，andthechangeofthewaterhammerpressurei

5、nthecooling由aterSystemwassimulatedbasedonthecharacteristicmethod．ThesimulatiOnresultandtestresultarecomparedandanalyzed．TheresultsproVethatproposedmethodise丘-ectivea11daccurate．111ordertodecreasethesurgepressureinthecoolingwaterpipe，thewaterhammerpressurecausedbydiff．erentcon

6、trolmethOdOfValVeswassimulated．Twocontrolmeasurestodecreasesurgepressureinthec001ingwatersyStemwasputforward．Thesimulationresultsshowthat收稿日期：2015—06—28；修回日期：2015一08—06基金项目：航天支撑技术项目(617010503)作者简介：刘洋(1988一)．男，硕士，工程师，研究领域为液体火箭发动机试验技术84火箭推进2016年2月the觚ocontrolmeasurescaIlreducet

7、hepeal【Valueandincreasedecayrateofwater-h猢erpressW．ee仃ectiVely．K∞啊1Drds：test．bed；cooling：lⅣatersystem；waterhammerpressureO引言某液氧，煤油发动机(以下简称液煤发动机)试验台对发动机试验过程中产生的高温燃气进行降温导向时，采用水冷式导流槽，冷却水通过高位水池供应。高位水池距发动机试车台0m的垂直高度120m，产生的冷却水静压力较大。由于冷却水供应管路长度长、管径大，快速打开或关闭阀门时产生较高的水击压力，引起管路压力的瞬间升高，

8、导致管路剧烈振动，严重影响试验系统的安全性和可靠性。水击压力的大小与流体流速变化速率和供水管路特性有关，为了研究阀门动作及管路特性对水击