低温气态甲烷配制技术

摘要

为获取不同气态甲烷喷注温度下喷嘴的流量特性和雾化、燃烧特性,在进行液氧甲烷推力室缩比喷注器试验的方案设计中面临低温甲烷气体的配制问题。目前,低温领域制备低温气体主要采用盘管式换热器装置,而试验要求低温气态甲烷的温度要实现250K、230K、200K、160K几种状态变化，并要求换热装置流阻小,以适应贮箱最高工作压力的要求,若采用盘管式换热装置,不仅需要解决换热器低流阻的设计问题,还需要解决换热器中池沸腾现象,这将使换热器结构非常复杂,制造费用将大幅攀升,并且对试验系统的适应能力相当有限。基于上述因素考虑,采用层板式预混器获取低温甲烷气体,其基本设计原理是将一定量的常温甲烷气体和一定量的低温液态甲烷通入到预混器中进行换热,获得需要的低温甲烷气体,根据低温甲烷气体的温度配置不同流量的液态甲烷和气态甲烷。通过试验验证,该方法合理可行,在2010年进行的6次试验中,很好的完成了低温甲烷气体的供给,保障了试验的圆满成功。