一种控制推进剂贮箱压力的方法技术

本发明专利技术涉及一种控制推进剂贮箱压力的方法，包括以下步骤：1】搭建增压系统；2】启动控制中心，根据用户需要的泵入口压力曲线实现对泵入口压力的控制：泵入口压力曲线包括依次连接的前稳段、升压段、过载段和放气段：依次实现前稳段控制、升压段的控制、过载段的控制、放气段的控制、后稳段的控制。本发明专利技术为了能够精确控制泵入口压力在任务书要求的时间内实现前稳段至过载段的稳定，本发明专利技术通过对影响推进剂增压系统升压时间的减压器出口压力、推进剂流量、调整计算流量系数等因素的研究，解决了发动机试验泵入口压力与时间的对应要求问题，分析计算优化了孔板出口增压系数，总结出了一种精确的控制方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
发动机试验需要确保氧化剂和燃料泵入口压力满足试车任务书要求。在试车过程中，泵入口压力主要由推进剂贮箱压力来保证，对推进剂贮箱压力的控制精度决定了泵入口压力控制精度。泵入口压力与推进剂贮箱压力之间的关系由公式(I)决定。Poy=Poyq+ Δ Py - 0.01425 X (HfHsh) (I)其中:PQy—某时刻推进剂贮箱压力值，MPa ；Pw—对应时刻泵入口压力值，MPa ；Δ Py—对应时刻流阻值，MPa ；Htl—容器液位O米时对应的管路落差，一级发动机试车时取10.3m，二级发动机试车时取11.6m;Hsh—对应时刻容器液位，m。实际试车过程中，通过控制推进剂贮箱压力，保证在任务书要求的时间内完成泵入口压力从前稳段升压至过载段的整个过程稳定。现有的从前稳段到过载段的整个过程，升压中增压阀门完全靠程序自动控制，若调整计算出现偏差则有可能不能满足试验任务书要求。
技术实现思路
为了能够精确控制泵入口压力在任务书要求的时间内实现前稳段至过载段的稳定，本专利技术提供。本专利技术的技术解决方案:一种控制推进剂贮 箱压力的方法，其特殊之处在于:包括以下步骤:I搭建增压系统，所述增压系统包括增压气体减压器，放气气动阀A10，压力变送器，并联的第一控制组件、第二控制组件以及第三控制组件，所述第一控制组件包括串联的气动阀AS和孔板，所述第二控制组件包括串联的气动阀A9和孔板，所述第三控制组件包括串联的气动阀A9a和孔板，所述气动阀A8、气动阀A9、气动阀A9a的控制端均与控制中心连接，其输入端均通过减压器与气源连接，所述孔板的输出端与贮箱连接；其中与气动阀A9a串联的孔板固定，与气动阀AS、气动阀A9串联的孔板尺寸需根据计算结果确定，气动阀AS直径大于气动阀A9、气动阀A9a的直径，压力变送器用于采集贮箱内压力，放气气动阀AlO的控制端均与控制中心连接，其输入端与贮箱连接，输出端通大气；2启动控制中心，根据用户需要的泵入口压力曲线实现对泵入口压力的控制:所述泵入口压力曲线包括依次连接的前稳段、升压段、过载段和放气段:2.1打开气动阀A9a，实现泵入口压力的前稳段控制:2.1.1根据气体流量公式计算出前稳段所需的气体质量流量GBA9a:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制推进剂贮箱压力的方法，其特征在于：包括以下步骤：1】搭建增压系统，所述增压系统包括增压气体减压器，放气气动阀A10，压力变送器，并联的第一控制组件、第二控制组件以及第三控制组件，所述第一控制组件包括串联的气动阀A8和孔板，所述第二控制组件包括串联的气动阀A9和孔板，所述第三控制组件包括串联的气动阀A9a和孔板，所述气动阀A8、气动阀A9、气动阀A9a的控制端均与控制中心连接，其输入端均通过减压器与气源连接，所述孔板的输出端与贮箱连接；其中与气动阀A9a串联的孔板固定，与气动阀A8、气动阀A9串联的孔板尺寸需根据计算结果确定，气动阀A8直径大于气动阀A9、气动阀A9a的直径，压力变送器用于采集贮箱内压力，放气气动阀A10的控制端均与控制中心连接，其输入端与贮箱连接，输出端通大气；2】启动控制中心，根据用户需要的泵入口压力曲线实现对泵入口压力的控制：所述泵入口压力曲线包括依次连接的前稳段、升压段、过载段和放气段：2.1】打开气动阀A9a，实现泵入口压力的前稳段控制：2.1.1】根据气体流量公式计算出前稳段所需的气体质量流量GBA9a：GBA9a=Qy0′′-t1RT(Poyt1×103+9.81×ρy×Vd0′′is)其中：GBA9a?前稳段所需的气体质量流量，即流经气动阀A9a的增压气体质量流量，kg/s；?贮箱内前稳段的平均体积流量，L/s；R?增压气体常数，氮气气体常数为296.9；T?增压气体温度，取283K；Poyt1?前稳段结束时贮箱压力，MPa；Vd0″?前稳段开始时推进剂贮箱气垫量，m3;t1?前稳段结束时时间，s；ρy?推进剂密度；i?使用贮箱个数；s?贮箱截面积；2.1.2】根据增压气体流量计算减压器出口压力减压器出口压力计算公式：GBA9a=fA9a·Pey÷αA9a其中：αA9a?增压系数，αA9a=1/（0.408·C），无量纲；fA9a—与气动阀A9a串联的孔板截面积，mm2；Pey—减压器出口压力，MPa；2.1.3】将减压器压力值调整至计算出的压力Pey：将减压器压力值调整至计算出的压力Pey以后，实现泵入口压力前稳段的控制；2.2】打开气动阀A8，实现泵入口压力的升压段的控制：2.2.1】根据气体流量公式计算出升压段所需的气体质量流量GBA9a+A8：GBA9a+A8=Qyt1-t2RTPoyt2′′×103+(poyt2-Poyt1)×Vdt1×106RT(t2-t1))其中：GBA9a+A8?升压段所需的增压气体质量流量，即流经气动阀A8和A9a的增压气体质量流量，kg/s；Qyt1?t2?贮箱内推进剂升压段的平均体积流量，L/s；R?增压气体常数；T?增压气体温度，取283K；Poyt1?开始升压时贮箱压力，MPa；Poyt2"?升压结束时贮箱压力，MPa；Vdt1?开始升压时贮箱气垫量，m3；t1?开始升压时时间，s；t2?升压完毕时时间，s；2.2.2】根据升压段所需的增压气体质量流量和下述公式计算与气动阀A8串联的孔板的实际尺寸：GBA9a+A8=fA8·Pey÷αA8+fA9a·Pey÷αA9a=fA8+A9a·Pey÷αA8+A9a其中：αA8+A9a?增压系数，αA8+A9a=1/（0.408·C），无量纲；GBA9a+A8?升压段所需的增压气体质量流量，即流经气动阀A8和A9a的增压气体质量流量，kg/s；fA8+A9a?与气动阀A9a和气动阀A8串联的孔板截面积和，mm2；Pey?减压器出口压力，MPa；fA8—与气动阀A8串联的孔板截面积，mm2；fA9a—与气动阀A9a串联的孔板截面积，mm2；αA8—与气动阀A8串联的孔板的增压系数；αA9a—与气动阀A9a串联的孔板增压系数；根据计算得出的孔板截面积计算出孔板孔径；2.2.3】根据计算出的孔径更换孔板：按照得出的孔板尺寸选取匹配孔板，并安装入增压系统，此时系统实现升压段控制；2.3】关闭气动阀A8，打开气动阀A9，实现泵入口压力的过载段的控制；2.3.1】根据气体流量公式计算出过载段所需的气体质量流量GBA9a+A9GBA9a+A9=Qyt2-t3′′RT(Poyt3′′×103+9.81×ρy×Vdt2′′is)其中：GBA9a+A9?过载段所需的增...

【技术特征摘要】
1.一种控制推进剂贮箱压力的方法，其特征在于:包括以下步骤: 1搭建增压系统，所述增压系统包括增压气体减压器，放气气动阀A10，压力变送器，并联的第一控制组件、第二控制组件以及第三控制组件，所述第一控制组件包括串联的气动阀AS和孔板，所述第二控制组件包括串联的气动阀A9和孔板，所述第三控制组件包括串联的气动阀A9a和孔板，所述气动阀A8、气动阀A9、气动阀A9a的控制端均与控制中心连接，其输入端均通过减压器与气源连接，所述孔板的输出端与贮箱连接；其中与气动阀A9a串联的孔板固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：程磊，王广飚，赵建军，赵政社，寇兴华，李陆昊，王晓华，史超，
申请(专利权)人：西安航天动力试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：