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本文主要工作如下:
(1)膏体推进剂及模拟液流变特性研究,配置三种模拟液,用旋转流变仪对其进行流变特性测试,测量其稳态和动态特性,测量在不同角频率下的剪切应力、储能模量、损耗模量和粘度大小,分析角频率不同时,膏体推进剂及模拟液的流变特性。
(2)膏体推进剂管道输运过程数值仿真研究,建立不同管径(Φ10、Φ12、Φ14、)的输运管道几何模型,对膏体推进剂及模拟液在各种不同工况下的流动过程进行数值仿真,获得在各个工况下的管道流动过程、速度分布和压力损失情况,为管道输运实验提供数据支持。
(3)膏体推进剂管道输运试验,对膏体推进剂及模拟液在一定质量流率下进行管道输运实验,记录其挤出流动状态,观察流动过程中型面变化规律,与数值仿真结果进行比较,同时验证管道输运装置的工作可靠性。
(4)点火发动机和燃气发生器点火实验。对点火发动机进行点火实验,观察喷口火焰喷出状态,并测量点火发动机燃烧室的压力-时间曲线,验证其工作性能可靠性。测量燃气发生器点火过程中燃烧室的压力-时间曲线,验证其工作可靠性。
2 膏体推进剂流变特性研究
膏体推进剂属于非牛顿流体,幂律型本构方程能较好的描述膏体推进剂的流动与流变特性,且剪切速率范围较广。本章对膏体推进剂及其模拟液进行了流变性测试,测得了相应的幂律指数和粘度系数等参数,建立了各自的本构方程。
膏体推进剂通常视作固液分散相体系,对其特性研究有两种方法:一种是利用分子动力学理论,通过微小粒子之间的作用方式,来构建其本构关联式。但这种方式计算误差较大,难以处理流体内部复杂的粒子作用。另一种是用过试验的方法观测流体的基本特性,然后提出一种较实用的
物理
模型,最后通过试验进一步确定各个模型参数。这种方法将试验与理论相结合,实用性较强[33]。
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