第34卷第1期火箭推进Vol.34,№.12008年2月JOURNALOFROCKETPROPULSIONFeb.2008凝胶推进剂模拟液直圆管压降计算及误差分析左博,张蒙正,张玫(西安航天动力研究所,陕西西安710100)摘要:为了建立凝胶推进剂管路流动模型,分析了凝胶推进剂模拟液在直圆管内的流动特性,并对3种模拟液在第二和第三流动区内管路流阻的计算值与试验值进行了对比分析,结果表明:在第二流动区,用幂律流变方程推导的压降公式计算值与试验值有较好的一致性;在第三流动区,可以近似用牛顿流体压降公式计算管路流阻。此外还分析了压降的误差传播系数,结果表明流变指数和管径的误差传播系数最大。关键词:凝胶推进剂;直圆管;压降;误差分析中图分类号:V434文献标识码:A文章编号:(2008)01-0026-04CalculationanderroranalysisofpressuredropofgelledpropellantsimulantsinthepipeZuoBo,ZhangMengzheng,ZhangMei(Xi'anAerospacePropulsionInstitute,Xi'an710100,China)Abstract:Inordertosetupthefluidmodelofthegelledpropellants,thefluidcharacteristicsofgelledpropellantinthestraightpipewereanalyzed.Thecalculatedpressuredropresultsof3typegelledpropellantstimulantswerecomparedthroughexperiments.Thecomparisonindicates:thepressuredropwithinthesecondfluidregioncanbecalculatedbytheequationeducedfrompowerlawrheologicalequationofstate.ThelossinthethirdfluidregioncanbecalculatedapproximatelybytheNewtonianfluidpressurelossequation.Theerrordiffusingcoefficientwasanalyzed,theerrordiffusingcoefficientofpowerlawindexandpipediameterhavethemostimportanteffectonpressuredropcalculatingvalue.Keywords:gelledpropellants;straightpipe;pressuredrop;erroranalyzing收稿日期:2007-09-26;修回日期:2007-12-05。作者简介:左博(1980—),男,硕士,研究领域为液体火箭发动机系统设计。第34卷第1期左博,等:凝胶推进剂模拟液直圆管压降计算及误差分析27n稠度系数,Pa·s;η∞为极限剪切粘度,Pa·s;d1引言为直圆管管径,mm;l为管长,mm。由于凝胶推进剂兼具了液体推进剂和固体推3计算值与试验测量值对比进剂的优点,因此受到国内外研究机构的广泛关注[1～4]。但是,凝胶推进剂具有的剪切变稀、粘弹凝胶推进剂模拟液直圆管液流试验系统见性、触变性等复杂的流变特性,增加了凝胶推进文献[7],d为2、4、6、8mm,l为500、1000、剂流动特性研究的难度。1500、2000mm,选择3种凝胶推进剂模拟液进管路是液体火箭发动机的基本构件,深入分行液流试验,同时测量了管路的压降、流量和凝析凝胶推进剂在管路中流动的压力损失与相关因胶推进剂模拟液的密度等参数。此外还采用流变素的关系,对于建立准确的凝胶推进剂管路流动仪测量了3种模拟液剪切速率与剪切粘度的关模型至关重要。大多数凝胶推进剂属于剪切变稀系,测量的剪切速率范围为1～1400s-1。依据文献的幂律流体[5],在管内流动时,压降和流量除与管[7]所提的研究方法,通过管路试验获得剪切速径、管长、介质密度等结构和物性参数有关外,率在1200～60000s-1范围内剪切速率与表观粘度还与凝胶推进剂的流变特性参数(如:流变指的关系,通过分析分别得到3种模拟液的三个流数、稠度系数、极限剪切粘度等)密切相关。动区的范围,第二流动区向第三流动区过渡的转折剪切速率γ!c以及凝胶推进剂模拟液的其它的物2计算方法性参数见表1。表1凝胶推进剂模拟液的流变特性参数文献[5]分析了凝胶推进