水擊波壓力尖峰產生的原因及其影響因素分析

周晨初，張晨曦，陳宏玉，任孝文

(西安航天動力研究所 液體火箭發動機技術重點實驗室，陜西 西安 710100)

0 引言

發動機關機過程中，液體局部加速度過大引起管路中壓強急劇變化形成水擊。管路中水擊是一個快速變化的脈動過程。水擊所產生的壓強通常可以達到管道穩態壓強的幾倍到幾十倍不等，經常造成發動機及其試驗臺系統結構破壞。為評估發動機及其試驗臺關機水擊可能產生的最大水擊壓力，國內外學者開展了大量研究工作。

在理論研究方面，Menabrea最早開展水擊理論研究，指出計算水擊時應考慮波速的影響。經過李文勛等人的不懈努力，逐漸完善了水擊理論。黎勤武等對空間發動機系統關機過程水擊現象進行研究，分析了多推力室發動機系統工作狀態、閥門響應特性等因素對水擊現象的影響。劉洋等以某火箭發動機試驗臺冷卻水系統為對象，借助系統流動特性瞬態仿真軟件，建立了某試驗臺冷卻水供應系統仿真模型，對試驗臺關機水擊進行了研究。劉海飛等針對低溫液體推進劑加注管路中水擊現象進行研究，指出閥門的關閉速率影響著管路系統壓力波動，并給出了低溫液體推進劑加注管路中閥門的操作規則，為加注系統的設計與操作提供了理論依據。竇唯等建立了發動機水擊壓力試驗系統，探討了安裝泄出閥對水擊壓力的影響及安裝泄出閥后閥門關閉時間對水擊壓力的影響。文獻[8]介紹了不帶波紋管的液氫輸送系統水擊數值計算問題。……