液態(tài)工質(zhì)向真空環(huán)境泄漏過程的兩相流研究

液態(tài)工質(zhì)向真空環(huán)境泄漏過程的兩相流研究

孫偉，閆榮鑫，孫立臣，韓琰，邵容平

(北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所， 北京 100094)

　　摘要：研究液態(tài)工質(zhì)通過壓扁型漏孔向真空泄漏的過程，對明確該狀態(tài)下泄漏過程是否出現(xiàn)兩相流狀態(tài)，從而提高液體管路檢漏工作的準(zhǔn)確性和可靠性有著重要意義。以航天器環(huán)控生保系統(tǒng)中密封管路所用的液態(tài)工質(zhì)(乙二醇)為研究對象，以金屬壓變形漏孔為物理模型，對液體從高壓端向真空端泄漏進(jìn)行流態(tài)、泄漏的相態(tài)、壓力分布、流速變化進(jìn)行理論分析，建立仿真模型，基于FLUENT 流體分析軟件對泄漏過程進(jìn)行模擬仿真，得出各參數(shù)變化曲線。

　　研究結(jié)果表明，液態(tài)工質(zhì)在金屬壓扁型漏孔中泄漏屬于層流流態(tài);由于液體泄漏過程中存在沿程損失，局部損失以及進(jìn)出口壓力差的作用而產(chǎn)生的沿程壓降和瞬時壓降，會引起液體出現(xiàn)空化和閃蒸現(xiàn)象，從而導(dǎo)致流動過程出現(xiàn)兩相流狀態(tài)以及出口處的瞬間氣化的閃蒸現(xiàn)象。且理論分析所得的數(shù)學(xué)模型和軟件仿真結(jié)果相符。

　　研究結(jié)果明確了液體向真空端的泄漏過程會出現(xiàn)氣液兩相流的狀態(tài)，其流量不能單純地以氣態(tài)或液態(tài)流動進(jìn)行計算，其流量處于兩者之間，為工程應(yīng)用提供了參考依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：液體泄漏;壓力降;兩相流;飽和蒸汽壓