[发明专利]一种CO2

说明书

本发明公开了一种CO₂储罐压力温度计算方法，建立储罐排气前后两个状态下CO₂质量守恒及能量守恒方程，假设排气过程中排出的CO₂温度压力不变，求解排气后CO₂储罐内的温度、压力以及剩余质量；通过循环迭代，得到储罐内CO₂的温度、压力在不同质量流量条件下随时间的变化曲线。本发明能够得到储罐内CO₂的温度、压力在不同质量流量条件下随时间的变化曲线。

技术领域

本发明涉及组合发动机系统性能设计技术领域，具体涉及一种CO₂储罐压力温度计算方法。

背景技术

组合发动机采用CO₂作为冷却介质，对燃烧室壁面进行主动冷却，拓宽发动机工作速域。此类发动机中CO₂供给系统是发动机中的重要组成部分，由于发动机尺寸空间有限，需要对弹上CO₂储罐尺寸进行精确设计，CO₂储罐的容积与CO₂质量流量相关。

随着不同的CO₂供给流量变化，能否以一定的温度和压力持续供给CO₂是方案成败的决定性因素。由于弹上空间尺寸及重量限制，无法给CO₂储罐留出足够大的裕度，需要在设计时准确计算出随着CO₂流出储罐及在外界环境加热的条件下储罐内温度和压力的变化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种CO₂储罐压力温度计算方法，能够得到储罐内CO₂的温度、压力在不同质量流量条件下随时间的变化曲线。

本发明采取的技术方案如下：

一种CO₂储罐压力温度计算方法，建立储罐排气前后两个状态下CO₂质量守恒及能量守恒方程，假设排气过程中排出的CO₂温度压力不变，求解排气后CO₂储罐内的温度、压力以及剩余质量；通过循环迭代，得到储罐内CO₂的温度、压力在不同质量流量条件下随时间的变化曲线。

进一步地，CO₂质量守恒及能量守恒方程的建立过程如下：

步骤一，确定初始状态储罐总体积V₁，储罐内液态CO₂的体积V_1L，储罐内CO₂初始温度T₁，总计算时间；

步骤二，确定初始温度T₁下对应的气态CO₂和液态CO₂的密度和比焓，进而计算初始状态下CO₂总质量M₁和总焓值h₁；

步骤三，给定微元时间dt内流出储罐的CO₂质量流量，假定dt时间后储罐内液态CO₂的体积为V_2L、温度为T₂，得到温度T₂下对应的气态CO₂和液态CO₂密度和比焓，假定流出储罐的CO₂温度保持为T₁不变，计算dt时间后包含流出储罐的CO₂的总质量M₂和总焓值h₂；

步骤四，根据dt时间前后状态质量守恒及能量守恒，得到状态方程M₁＝M₂，h₁＝h₂。