The invention provides a Nitrous Oxide tank self pressurization process prediction method, belonging to the technical field of micro spacecraft propulsion, including the construction of reservoir physical model, establishing the differential algebraic equations and solving the differential algebraic equations to obtain the unknown three steps, the prediction method is not only suitable for the Nitrous Oxide tank self pressurization process prediction. In the process of carrying out other work is predicted by the liquefied gas tank test with similar characteristics of the modified experience factor is also suitable for the. Nitrous Oxide storage box provided by the invention is self pressurization process prediction method can reduce the mathematically tank self pressurization process to carry out the analysis and prediction of the difficulty, from the engineering of liquefied gas tank self pressurization process in regular physical changes make more accurate predictions, can bring favorable guidance for the relevant application, and simple easy and low cost.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天器微推进
，具体涉及一种氧化亚氮储箱自增压过程预测 方法。
技术介绍
随着航天技术的发展及世界各国对环保问题的日益关注，寻找安全、廉价、无毒、 无污染的高性能推进剂已成为各航天大国的研究目标。采用氧化亚氮作为推进剂，已经成 为发展无毒推进剂的一个重要选择。而将氧化亚氮应用于单组元微推进系统，也成为目前 微推进领域的一个新的发展方向。氧化亚氮单组元微推进系统既可以利用氧化亚氮液态储 存、密度比冲高的特点，又可利用氧化亚氮饱和蒸汽压高的特点，实现自增压式的推进剂输 送，简化系统结构及降低系统质量，因而相对于传统的微推进模式独具优势。为保证氧化亚氮单组元微推进系统工作过程中推进剂的自增压稳定供给，必须掌 握氧化亚氮自增压过程中的储箱压力的变化特性，从而为整个推进剂输送系统的设计提 供基本设计参数。唐铖等人在《小型航天器液化气推进系统的数值模拟》(清华大学学报 (自然科学版)，2007，47 =730-733) 一文中提到了一种针对液化气储箱工作过程的计 算模型，假设储箱中液体部分始终处于系统压力下的饱和状态。此种方式在流量较小的情 况下预测比较准确。但当流量增大到一定值时，储箱中液态部分蒸发速度势必跟不上气体 流出速度，此时液体温度将出现分层现象，这是上述方法所无法进行预测的。Zilliac and Karabeyoglou 在《Modeling of Propellant Tank Pressurization》(AIAA 2005-3549， 2005) 一文中提出另一种针对氧化亚氮储箱自增压过程的预测模型，采用一种全新的分层 假设，可以...
【技术保护点】
１．一种氧化亚氮储箱自增压过程预测方法，其特征在于：包括以下几个步骤：步骤一、构建储箱物理模型：将储箱内从上到下依次划分为气相区、饱和液相层区和过热液相区，各区内部温度均匀，饱和液相层区温度为恒处于氧化亚氮气体压力下的饱和温度，饱和液相层区的物理厚度视为零，进出饱和液相层区的物质量及能量均是守恒的，过热液相区与饱和液相区间换热为沸腾换热，沸腾换热率远大于“液－液”导热和“气－液”对流的换热率，气相区与饱和液相层区间换热为自然对流换热，沸腾换热率与自然对流换热率成正比，气相区、饱和液相层区和过热液相区的氧化亚氮液相压力与氧化亚氮气相压力相等，氧化亚氮液相及气相总焓仅与温度相关；氧化亚氮气相符合真实气体状态方程；储箱的内壁满足绝热边界条件；步骤二、建立微分代数方程组：按照整个储箱的气相区、饱和液相层区、过热液相区三部分控制容积，根据开口系统能量方程、质量守恒方程及步骤一中建立的储箱物理模型中的条件，获得包含九方程及九未知数的微分代数方程组：质量守恒方程：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｇ（／ｍ随时间变化情况。ｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（...
【技术特征摘要】
2010.09.28 CN 201010294651.81. 一种氧化亚氮储箱自增压过程预测方法，其特征在于包括以下几个步骤 步骤一、构建储箱物理模型将储箱内从上到下依次划分为气相区、饱和液相层区和过热液相区，各区内部温度均 勻，饱和液相层区温度为恒处于氧化亚氮气体压力下的饱和温度，饱和液相层区的物理厚 度视为零，进出饱和液相层区的物质量及能量均是守恒的，过热液相区与饱和液相区间换 热为沸腾换热，沸腾换热率远大于“液-液”导热和“气...
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