[发明专利]一种燃气与起动介质掺混建压压力确定方法及建压系统

权利要求书

1.一种液氧甲烷燃气与起动介质掺混建压压力确定方法，其特征在于，包括：

将燃气和起动介质的掺混气考虑为均相介质，确定此时建压为P₁；

将掺混气认定为独立介质，引入燃气的流通面积分配系数α，则起动介质的流通面积分配系数为1-α，确定此时建压为P₂，其中0＜α＜1；

引入掺混系数β代表掺混程度，掺混建压的压力为：P_mix＝β·P₁+(1-β)·P₂，其中0＜β＜1。

2.根据权利要求1所述的液氧甲烷燃气与起动介质掺混建压压力确定方法，其特征在于，所述P₁的确定过程包括如下步骤：

S1.1，将燃气和起动介质的等熵指数按质量流量加权平均获得混合气的等熵指数k₁；

式中，qm_g为燃气流量；qm_i为起动介质流量；k_g为燃气的等熵指数；k_i为起动介质的等熵指数；

S1.2，将燃气和起动介质的摩尔质量按质量流量加权平均获得混合气的摩尔质量M₁；

式中，M_g为燃气的摩尔质量；M_i为起动介质的摩尔质量；

S1.3，分别采用等熵指数和摩尔质量确定燃气、起动介质和掺混气的定压比热；

其中，Cp_g为燃气的定压比热；Cp_i为起动介质的定压比热；Cp₁为掺混气的定压比热；

S1.4，根据能量守恒，确定掺混气的温度T₁；

S1.5，将混合气的等熵指数k₁、摩尔质量M₁、掺混气温度T₁参数代入单一介质建压公式获得建压P₁；

式中，A为流通面积。

3.根据权利要求1所述的液氧甲烷燃气与起动介质掺混建压压力确定方法，其特征在于，所述P₂的确定过程包括如下步骤：

燃气建压方程为：

起动介质建压方程为：

将以上方程联立，确定流通面积分配系数α和建压P₂。

4.根据权利要求1所述的液氧甲烷燃气与起动介质掺混建压压力确定方法，其特征在于，所述掺混系数β的确定规则为：燃气与起动介质在掺混容腔中进行，当燃气和起动介质在掺混容腔中的掺混位置位于或邻近掺混容腔的出口时，β取0；当燃气和起动介质在掺混容腔中的掺混位置距离掺混容腔的出口较近时，β取较小值，当距离掺混容腔的出口较远时，β取较大值。

5.一种液氧甲烷燃气与起动介质掺混建压系统，其特征在于，包括气瓶(1)、减压阀(2)、节流圈(3)、截止阀(4)、单向阀(5)、掺混容腔(6)和建压喉部(7)；所述气瓶(1)中装有起动介质，与掺混容腔(6)通过输送起动介质的管路连接，自气瓶端至掺混容腔端管路上依次安装有减压阀(2)、节流圈(3)、截止阀(4)和单向阀(5)；掺混容腔(6)与燃气发生器的出口管路连通，将掺混气输送至建压喉部(7)，建压喉部(7)用于模拟燃气发生器的工作状态，保证在起动介质和燃气流量下掺混容腔(6)中压力满足试验考核要求，掺混气经建压喉部(7)后输出至涡轮泵。

6.根据权利要求5所述的液氧甲烷燃气与起动介质掺混建压系统，其特征在于，所述减压器满足减压器出口压力达到掺混建压压力的1.3倍以上，P_减≥1.3P_mix。