某试验台降噪系统爆轰研究
2018-11-02王占林朱子勇
王占林,夏 伟,朱子勇
(北京航天试验技术研究所,北京,100074)
0 引 言
某氢氧发动机试验台建于20世纪80年代,建设时未充分考虑噪音污染问题,发动机燃气直接排入大气,试验现场噪声大于130 dB,厂界噪声大于90 dB,大大超过GB12348-2008中规定的I类标准。
近年来,随着环保意识的增强,根据国标要求对噪音开展了如下治理:a)采用内置吸音元件的消音塔方案,降噪效果较好,但在使用过程中存在安全风险;b)采用半封闭式喷水降噪方式对降噪系统进行改造,使用情况表明:改造后的降噪系统效果良好,能够满足需求[1~3]。
在某次发动机试验过程中,发动机正常关机,之后机舱吹氮600 s,降噪喷水及引射筒夹层循环冷却水在关机15 min后关闭。
试验后分析发现,发动机主级120 s数据正常,但关机后9.1 s推力及真空舱压力数据发生异常升高。研究认为降噪系统发生了爆轰故障。
经检查,爆轰故障未对发动机及试验系统造成影响。
1 降噪系统
1.1 系统组成
降噪系统安装于原高模试验系统引射筒下游,主要包括扩张段、冷却段、1.5 m弯管,配套建有冷却水供应系统、噪声监测系统,如图1所示[4~6]。

图1 降噪系统原理示意Fig.1 Noise Reduction System Principle
由图1可以看出,扩张段用于连接引射筒与冷却段,采用夹层水冷方式。冷却段用于降噪和降低燃气温度,内径3 m,喷水流量约180 kg/s,采用夹层水冷方式。1.5 m弯管用于将燃气引出,在冷却段与1.5 m弯管对接法兰上方设置直径为100 mm的弯管,便于富氢气体排放。
真空舱容积约27 m3,引射筒容积约13 m3,扩张段容积约23 m3,冷却段容积约96 m3,1.5 m弯管容积约10 m3,总容积约为170 m3。……
