液氧管路滤网结构设计与流阻特性分析

刘 艳，陈牧野，张 萌，税晓菊，孙善秀

（1. 北京宇航系统工程研究所，北京，100076；2. 深低温技术研究北京市重点实验室，北京，100076）

0 引 言

液氧管路中滤网结构用于去除固体杂质，满足介质的清洁度要求，是提高其所在系统安全性和可靠工作的重要保障元件。但增加过滤网结构后其内部流阻（压降）、流动特性相比无滤网状态均有所改变，合理的滤网结构设计应在满足系统多余物防控需求的同时具有较小的流阻和良好的流动特性。为了实现理想的结构设计选型，通过试验获得滤网流阻或压降特性[1]，研制周期较长；数值模拟通过不断修正模型能够快速准确地计算滤网流阻，并呈现更完整的流动信息[2～5]。

根据系统某液氧管路过滤网设置需求，对不同结构尺寸、不同过滤精度的滤网进行对比分析，进行了滤网结构设计，之后进行全流量流阻试验并依据试验结果修正多孔介质模型参数建立了数值计算模型进行仿真分析，最终确定了液氧管路滤网结构，获取了管路的流阻特性和内部流场特征。

1 液氧管路滤网结构设计

根据系统要求，液氧管路内径75 mm，出口端变径至60 mm，额定流量17.63 kg/s（15.51 L/s）；根据箭上空间位置协调，滤网结构安装在液氧输送管内部；根据系统多余物防控需求，过滤网的设置主要考虑由于上游清洁不彻底残留的焊渣、意外掉落的紧固件等较大尺寸多余物，不考虑絮状、绒状多余物的影响。

1.1 滤网结构设计

根据过滤器设置需求滤网过滤精度初步选择了2.8 mm、1.25 mm、0.63 mm和0.355 mm 4种规格；……