[发明专利]一种气体喷射泵设计方法

说明书

本发明涉及一种气体喷射泵设计方法，解决现有气体喷射泵设计方法效率不高以及计算过程较为复杂的问题。该气体喷射泵设计方法包括以下步骤：步骤一、获取混合流体速度系数λ_c2；1.1)根据动量守恒方程，计算喷射泵进口截面混合流体速度系数λ'_c2；1.2)根据能量守恒方程，计算喷射泵进口截面混合流体速度系数λ_c2；1.3)计算混合流体速度系数λ_c2；步骤二、计算正激波前气流总压和正激波后气流总压；2.1)计算正激波前气流总压2.2)计算正激波后气流总压步骤三、进行迭代计算，得到喷射泵的流量系数；步骤四、根据步骤三确定的流量系数，求出其他参数。

技术领域

本发明涉及一种气体喷射泵设计方法。

背景技术

在液体火箭发动机高空模拟试验过程中，气体喷射泵能够将降温器出口的气流压力保持在设定范围内，使经过降温器的气流能够顺利升压并排入大气，使得扩压器顺利起动，从而确保吸气式动力装置试验所需要的真空条件，因此，气体喷射泵是试验排气系统中的关键部件之一。

气体喷射泵工作原理如图1所示，气体喷射泵的工作过程分为三个阶段：①等熵膨胀阶段；动力流体通过喷嘴绝热膨胀，加速成具有一定马赫数的高速气体；②混合阶段；高速动力流体与被引射流体在混合室进行能量交换，动力流体携带被引射流体进入扩压器，并达到同一速度；③压缩阶段；高速混合流体经过一系列激波逐步升压，并降速至亚声速，在喷射泵出口达到低亚声速，气流排入大气或进入后继设备。

现有气体喷射泵设计包括以下两种方法：①采用经验公式计算喷射泵流量系数；此种方式计算的流量系数结果较为保守，导致效率不高，进而导致气体喷射泵的能耗较高；②采用索科洛夫方法计算喷射泵流量系数；此种方法的计算公式不允许被引射流体的压力与动力流体喷嘴出口压力存在差异，计算过程较为复杂，对初始参数的选择较为严格，只有在被引射流体和动力流体性质相近的条件下，能够对公式进行简化处理。

发明内容

本发明的目的是解决现有气体喷射泵设计方法效率不高以及计算过程较为复杂的问题，提供一种气体喷射泵设计方法。

本发明的技术方案是：

一种气体喷射泵设计方法，包括以下步骤：

步骤一、获取混合流体速度系数λ_c2；

1.1)根据动量守恒方程，计算喷射泵进口截面混合流体速度系数λ'_c2；

n—喷嘴的非设计度；

k_p—动力流体比热比；

—临界压比，

σ_p—喷嘴总压损失系数；

λ_p1—动力流体喷嘴出口速度系数；P_p1—动力流体在喷射泵进口截面A2处的静压；—动力流体总压；

μ—流量系数；

W_k为被引射流体的气流速度；

动力流体的特征速度k_p—动力流体比热比，R_p—动力流体的气体常数；—动力流体的总温；

被引射流体的特征速度k_k—被引射流体比热比；R_k—被引射流体的气体常数；—被引射流体的总温；

混合流体的特征速度k_c—混合流体比热比；R_c—混合流体的气体常数；—混合流体的总温；