任建华, 谢福寿,2, 王 磊, 厉彦忠,2

(1. 西安交通大学能源与动力工程学院， 西安 710049； 2. 航天低温推进剂技术国家重点实验室， 北京 100028)

0 引 言

未来空间探索需要低温推进剂长期储存，由于各种复杂空间热环境的影响，贮箱内低温推进剂会持续升温、气化，导致贮箱压力升高，若不及时采取措施对低温推进剂贮箱进行有效压力控制，其将会超过贮箱承载限度，引起推进剂泄漏、贮箱爆炸等一系列安全问题[1]。空间在轨运行时热力学排气系统(Thermodynamic vent system,TVS)相较于直接排气的方式，无须进行液体沉降，通过消耗少量的推进剂液体蒸发后排出贮箱，为贮箱压力控制提供了有效的解决方案[2]。通过对比和实验验证，喷雾棒型TVS中采用主动排气的方法对贮箱进行控压，已经被证实具有良好的应用前景[3-4]。

对TVS技术的研究，国外已经进行了大量的理论与实验验证，取得了一定的研究成果[5-13]。Hastings等[5]提出喷雾棒型TVS概念，并对系统各部件和流体行为进行了分析与建模，在多功能氢试验台(MHTB)进行了大量实验研究。Kartuzova等[7]对TVS贮箱气枕区压力和温度、液相区饱和压力和温度的模型预测与实测数据进行了比较。Kartuzova等[10]提出一种大型液氢贮箱自生增压的CFD模型，并与MHTB自增压和喷雾棒混合实验数据对比，得到了气枕温度、压力的变化规律。Bolshinskiy等[12]通过贮箱系统集成模型(TankSIM)建立的压力控制模型可以对贮箱的自生增压、液相沸腾、排气、冷凝等过程仿真。我国相关研究起步较晚，但也有一些较好的理论和实验成果[14-18]。……