喻闯闯，罗天培，刘瑞敏，曲 胜，张家仙，赵耀中

(1. 航天低温推进剂技术国家重点实验室，北京 100028；2. 北京航天试验技术研究所，北京 100074;3. 北京市航天动力试验技术与装备工程技术研究中心，北京100074)

火箭发动机试验台中低温甲烷的安全排放研究综述

喻闯闯1,2,3，罗天培2,3，刘瑞敏2,3，曲 胜2,3，张家仙2,3，赵耀中1,2,3

(1. 航天低温推进剂技术国家重点实验室，北京 100028；2. 北京航天试验技术研究所，北京 100074;3. 北京市航天动力试验技术与装备工程技术研究中心，北京100074)

首先对气、液态甲烷的危险特性进行了分析，针对危险性最大的重气扩散过程，详细分析了其形成机理及影响因素。随后对国内外重气扩散问题的相关研究进行了全面的梳理和总结，在试验方面，介绍了Burro、Coyote和Falcon系列大型重气扩散经典试验；在理论分析和数值仿真方面，概述了典型重气扩散模型的基本原理及优缺点，针对CFD方法在重气扩散模拟上的应用进行了较为细致的介绍。最后结合液氧/甲烷发动机试验台的具体排放需求，提出了高空排放、燃烧处理及围堰排放三种排放方式，叙述了各自的工作原理、优缺点及其适用范围，并结合重气扩散特点相应地给出优化方案。

低温甲烷；安全处理；重气；扩散；排放

0 引 言

目前，世界范围内航天活动继续蓬勃发展，各国政府持续推进新型航天运载器的研制和发射场的建设[1]，其中重型火箭及可重复使用火箭是公认的研究热点。尤其是可重复运载器的研制，它被认为是降低发射和运营成本，提高发射频率，保障航天工业健康、可持续发展的必然之选[2]。……