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《膏體推進(jìn)劑流變與輸送特性研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、博十論文膏體推進(jìn)劑流變與輸送特性研究摘要以微小型姿控膏體推進(jìn)劑火箭發(fā)動機(jī)應(yīng)用為背景，對膏體推進(jìn)劑流變學(xué)特性、供給方式、管道輸送特性和流動數(shù)值仿真方法進(jìn)行了研究，為發(fā)動機(jī)輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化奠定了理論及實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本文首先對四種膏體推進(jìn)劑配方樣品和三種模擬液樣品開展了流變學(xué)測試研究，分析穩(wěn)態(tài)和動態(tài)測試結(jié)果曲線可以得到如下結(jié)論：配方中增稠劑含量對膏體推進(jìn)劑粘度和流動特性有顯著影響，并且這種影響在不同剪切速率下表現(xiàn)一致。配方中氧化劑和還原劑的種類對樣品粘度有明顯調(diào)節(jié)作用，但在高剪切速率下這種調(diào)節(jié)作用減弱。動態(tài)測
2、試結(jié)果表明，膏體推進(jìn)劑的應(yīng)力松弛過程與初始應(yīng)變有關(guān)，初始應(yīng)變越大，應(yīng)力松弛過程速度越快，曲線也越陡。蠕變／恢復(fù)結(jié)果表明，在流動中膏體推進(jìn)劑的粘性表現(xiàn)比彈性表現(xiàn)更明顯。模擬液的流變測試結(jié)果顯示增加固體顆粒含量在不同溫度下都使樣品粘度增加，但對儲能模量和損耗模量等動態(tài)特性沒有明顯影響。溫度對模擬液的影響同時(shí)表現(xiàn)在粘度和特征剪切速率兩方面。在總結(jié)現(xiàn)有膏體推進(jìn)劑供給系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對姿控發(fā)動機(jī)應(yīng)用特性提出了新型膏體推進(jìn)劑供給方式，以轉(zhuǎn)速控制代替截面控制達(dá)到流量調(diào)節(jié)的目的。為了驗(yàn)證新型供給方式，建立了模擬供給實(shí)
3、驗(yàn)平臺，并作為管道流動試驗(yàn)的供給系統(tǒng)。對膏體推進(jìn)劑及模擬液進(jìn)行了管道流動試驗(yàn)，試驗(yàn)分兩部分：一是PIV測速試驗(yàn)，得到了模擬液之一一丁羥(HTPB)圓管內(nèi)速度分布，經(jīng)比較與理論結(jié)果符合較好。二是推進(jìn)劑及模擬液的管道測壓試驗(yàn)，通過對直管輸送研究，驗(yàn)證了沿程阻力系數(shù)與廣義雷諾數(shù)的關(guān)系符合A=64／Re。；對突變截面和彎管道的研究表明，局部阻力系數(shù)與廣義雷諾數(shù)的關(guān)系近似滿足指數(shù)為．1的冪函數(shù)規(guī)律，隨著雷諾數(shù)的增大，局部阻力系數(shù)減小。對于變截面管道，截面變化比∥越接近l，局部阻力越小，對于彎管管道，彎徑比d／R
4、越大，局部阻力越小。通過擬合試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了局部阻力系數(shù)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式。綜合流變學(xué)測試數(shù)據(jù)和管道流動數(shù)據(jù)，得到了膏體推進(jìn)劑及模擬液的本構(gòu)關(guān)系及相關(guān)參數(shù)。以O(shè)．01l／s剪切速率下的粘度作為樣品零剪切粘度，得到了不同溫度下樣品相對粘度與固體顆粒體積分率的關(guān)系：rl／rL=l+6．92#+126．9≯2，與文獻(xiàn)表達(dá)式對比可以看出，膏體推進(jìn)劑模擬液的相對粘度的增長隨固體體積分率增長較快。以直管道和變截面管道為研究對象，探討了膏體推進(jìn)劑管道流動數(shù)值模擬方法及過程，研究結(jié)果表明，在考慮了壁滑移特性后，數(shù)值仿真方法能
5、較準(zhǔn)確預(yù)測直管流動阻力，但對變截面管道局部阻力的預(yù)測與試驗(yàn)值相差較大。摘要博士論文關(guān)鍵詞：膏體推進(jìn)劑，模擬液，流變特性，管道輸送實(shí)驗(yàn)，數(shù)值仿真H溥上論文膏體推進(jìn)劑流變與輸送特性研究AbstractOnthebackgroundoftheapplicationofmicrominiaturepastypropellantrocket，therheologicalcharacteristicofpastypropellant，thesupplymethod，thepipetransportationand
6、thenumericalsimulationforpipeflowarestudiedinthispaper．nepurposeistoestablishtheoreticalandtheexperimentalfoundationforthedesignandtheoptimizationofpastypropellantexpulsionsystem．皿eresearchworkisstartedfromtheologytestsforfourkindsofformulationsofpastyp
7、ropellantsamplesandthreekindsofformulationsofpastypropellantsimulants．Fromthesteadyanddynamictestresults，followingconclusionsCanbemade．Tl圮contentofthickeningagenthasclearinfluenceonviscosityandflowcharacterisitcofpastypropellant,andthisinfluenceshowsacc
8、ordanceatdifferentshearrateinterval．11圮speciesofoxidizerandreduceraffectsample’Sviscosity,butathighshearrate，thefluenttendstoweaken．nlestressrelaxationprocessofpastypropellantisrelatedtoinitialstrain．Theinitialstrainisbigger,thes
