The invention discloses an experimental device and a method for the storage and heat exchange performance of a built-in heat exchanger, belonging to the technical field of the performance test of the built-in heat storage exchanger of a nontoxic space engine. The equipment consists of auxiliary system, experimental system, control system, data measurement and acquisition system. During the experiment, the medium pressure pump must into the pressure tank, put the sample into a jig, and then open the vacuum pump to form a vacuum environment in the negative pressure cavity, open the heater, the sample is heated to a specified temperature, finally open the electromagnetic valve, the medium injection to the sample, and use the recording medium through the sample after the thermocouple temperature and according to the change of the thermocouple temperature to evaluate the heat transfer performance of sample storage. The built-in heat storage heat exchanger is applied to the thermal control system of a non-toxic single component space engine, and the present invention can be used for the evaluation of the heat storage and heat exchange performance of such a device.
【技术实现步骤摘要】
内置蓄换热器蓄换热性能实验设备与方法
本专利技术涉及无毒空间发动机内置蓄换热器的性能实验
,具体为一种内置蓄换热器蓄换热性能实验设备与方法。
技术介绍
我国自上世纪七十年代以来发射了两百多颗人造卫星和载人飞船等空间飞行器,其中大部分都采用单组元空间发动机进行姿态控制和轨道调整。目前空间单组元发动机常用的推进剂为肼,这是一种剧毒的物质,航天部门希望采用ADN推进剂加以替代。由于ADN推进剂的启动温度较高,需要在发动机催化剂前端放置一蓄换热器件,在发动机启动前将热量蓄积其中,发动机启动时推进剂首先与蓄换热器接触,此时热量被迅速交换到推进剂中,使推进剂温度升高,提高了催化反应温度,使发动机能够正常启动。此外,蓄换热器件的多孔结构还能起到分散推进剂的作用,避免推进剂与催化剂长期在相同位置发生反应,避免催化剂的毒化,从而提高催化剂的寿命。蓄换热器件是无毒空间发动机研制和延寿的关键零部件。为了获得良好的效果,蓄换热器必须具备良好的徐换热性能。为了验证蓄换热器是否满足设计指标,模拟其在轨工作状态,研制出内置蓄换热器件蓄换热性能实验设备并拟定出实验方案,对蓄换热器的性能进行考核。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种内置蓄换热器蓄换热性能实验的设备与方法,用于对空间发动机内置蓄换热的蓄换热性能进行考核。本专利技术的技术方案是:一种内置蓄换热器蓄换热性能实验设备,该设备包括辅助系统、实验系统、控制系统、数据测量与采集系统四部分,其中:辅助系统:包括用于提供所需压强介质的水泵、泄压阀、压力罐、过滤器和压力变送器,以及用于维持负压环境的机械真空泵及干燥器;所述水泵、泄压阀 ...
【技术保护点】
一种内置蓄换热器蓄换热性能实验设备,其特征在于:该设备包括辅助系统、实验系统、控制系统、数据测量与采集系统四部分,其中:辅助系统:包括为实验提供所需压强介质的水泵、泄压阀、压力罐、过滤器和压力变送器,以及在实验时提供负压环境的机械真空泵及干燥器;所述水泵、泄压阀、压力罐、过滤器和压力变送器依次用软管连接,压力变送器再连接到实验系统;所述机械真空泵与干燥器相连接,干燥器再连接到实验系统;实验系统:包括电磁阀、喷注器、密封圈、夹具、加热器和负压腔;所述电磁阀与喷注器为一体化结构,喷注器与辅助系统中的压力变送器相连通后,用于向实验样品喷射介质;所述夹具用于固定实验样品,实验样品夹持于夹具内部;所述实验样品为蓄换热器;加热器由缠绕于夹具外壁的电热丝及电热丝外侧的保温层组成;所述负压腔由玻璃加工成顶端开口的筒状容器,负压腔的顶端通过密封圈与喷注器密封连接,机械真空泵连接干燥器后经负压腔侧壁接入负压腔;控制系统:包括直流电源、电压表、电流表和继电器,所述直流电源包括电磁阀电源与加热器电源,所述加热器电源连接加热器,电压表和电流表分别用于测量实验过程中加热器回路中的电压与电流;所述继电器与电磁阀电源 ...
【技术特征摘要】
1.一种内置蓄换热器蓄换热性能实验设备,其特征在于:该设备包括辅助系统、实验系统、控制系统、数据测量与采集系统四部分,其中:辅助系统:包括为实验提供所需压强介质的水泵、泄压阀、压力罐、过滤器和压力变送器,以及在实验时提供负压环境的机械真空泵及干燥器;所述水泵、泄压阀、压力罐、过滤器和压力变送器依次用软管连接,压力变送器再连接到实验系统;所述机械真空泵与干燥器相连接,干燥器再连接到实验系统;实验系统:包括电磁阀、喷注器、密封圈、夹具、加热器和负压腔;所述电磁阀与喷注器为一体化结构,喷注器与辅助系统中的压力变送器相连通后,用于向实验样品喷射介质;所述夹具用于固定实验样品,实验样品夹持于夹具内部;所述实验样品为蓄换热器;加热器由缠绕于夹具外壁的电热丝及电热丝外侧的保温层组成;所述负压腔由玻璃加工成顶端开口的筒状容器,负压腔的顶端通过密封圈与喷注器密封连接,机械真空泵连接干燥器后经负压腔侧壁接入负压腔;控制系统:包括直流电源、电压表、电流表和继电器,所述直流电源包括电磁阀电源与加热器电源,所述加热器电源连接加热器,电压表和电流表分别用于测量实验过程中加热器回路中的电压与电流;所述继电器与电磁阀电源、电磁阀构成回路,用于控制电磁阀的通断时间;数据测量与采集系统:包括热电偶、数据采集卡和计算机,所述热电偶为T型热电偶,安装在蓄换热器下部,热电偶的数量为3个,距离蓄换热器底端的距离分别为0mm、5mm和10mm;所述数据采集卡为四通道数据采集卡,采样率大于2000Hz;所述热电偶将采集到的温度信息通过数据采集卡输入到计算机中,所述计算机通过软件采集和记录实验过程中的温度变化。2.根据权利要求1所述的内置蓄换热器蓄换热性能实验设备,其特征在于:所述辅助系统中,水泵为微型高压水泵,扬程为110米;压力罐为不锈钢材质,最大耐压1.6MPa。3.根据权利要求1所述的内置蓄换热器蓄换热性能实验设备,其特征在于:所述控制系统中,电磁阀电源为恒压,加热器电源的电压可调,可调范围为0~30V。4.根据权利要求1所述的内置蓄换热器蓄换热性能实验设备,其特征在于:所述内置蓄换热器蓄换热性能实验装...
【专利技术属性】
技术研发人员:段德莉,曾文文,杨晓光,王梦,陈君,侯思焓,李曙,
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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