微噴管中氣體流動(dòng)過程理論分析及試驗(yàn)研究.pdf

1、基于MEMS技術(shù)的微型推進(jìn)系統(tǒng)成本低、質(zhì)量輕、體積小、集成度高，衛(wèi)星間相對(duì)軌道位置的保持、高精度的姿態(tài)控制對(duì)其提出較高的要求。微型噴管作為微推進(jìn)系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，加工設(shè)計(jì)精度要求高、工作條件復(fù)雜、內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)對(duì)其性能至關(guān)重要。微型噴管的特征尺寸小，流動(dòng)和換熱問題復(fù)雜，許多物理現(xiàn)象在微尺度上均需要重新認(rèn)識(shí)和解釋，研究微噴管中的氣體流動(dòng)特性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和科學(xué)價(jià)值。
　　本文以微噴管為研究對(duì)象，分別從理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬三方

2、面對(duì)微噴管中氣體流動(dòng)特性進(jìn)行研究。理論分析了微噴管中理想氣體多變過程的流動(dòng)情況。相同條件下，多變指數(shù)n增大，表明微噴管散熱增加，將引起微噴管出口速度和當(dāng)?shù)芈曀贉p小，馬赫數(shù)則隨多變指數(shù)增大而增大。采用粒子圖像測(cè)速技術(shù)(PIV)對(duì)微噴管出口的流場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)采用煙霧作為示蹤粒子，獲取了不同流量、不同壓力下的清晰的微尺度流場(chǎng)，微噴管出口軸線速度分布的試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果較吻合。同時(shí)采用Fluent軟件對(duì)不同形狀微噴管在不同流量、不同