專利名稱：流量可調汽蝕文氏管的設計方法
技術領域：
本發(fā)明屬于液體流量控制元件的設計方法。
在現(xiàn)有技術中，作為液體流量控制元件之一的流量可調汽蝕文氏管多用于空間飛行器變推力火箭發(fā)動機上，目前，國外只有少量的報導(見AIAApaperNo.70-703D.W.Harrey文《用于液體火箭發(fā)動機上的節(jié)流文氏管》以及美國專利3894562和美國專利4285318)。由于流量可調汽蝕文氏管技術是變推力液體火箭發(fā)動機上控制推力變化的關鍵技術，而且牽涉到國家的軍事利益，因此國外雖有少量有關報導，但其具體技術的實現(xiàn)則是作為國家軍事機密予以保密的。
本發(fā)明的目的是，提供一種簡便可行的流量可調汽蝕文氏管的設計方法，使采用該方法設計的汽蝕文氏管能夠滿足變推力液體火箭發(fā)動機控制秒流量進而控制推力變化的需要。
參照附圖
，本發(fā)明的要點是通過理論公式確定流量可調汽蝕文氏管的調節(jié)錐角度θ、喉部直徑dt、工作最小間隙L1。具體設計方法如下1.由設計一個文氏管所需的八個已知條件秒流量最大相對誤差ξ、調節(jié)最小秒流量G1、調節(jié)最大秒流量G2、液體密度γo、喉部圓角半徑γt、文氏管入口壓力P1、飽和蒸汽壓Ps、調節(jié)錐行程差φ出發(fā)，通過公式(1)C=2gγo(P1-Ps)]]>
(2)C1＝(G1+G2)(1+ξ)(3)C2=2G1G2(1-ξ )]]>(4)Do2＝〔(1+ξ)/ξ〕〔(C1-C2)/(μπC)〕(5)σ＝(4G2)/(μπCDo2)(6)ψ′=12D02(1-1-σ)]]>(7)ψ′=12D02(1-1-Eσ)(E=G1/G2)]]>(8)q＝〔(ψ′-ψ)/(φDo)〕2計算出q。
2.通過推證和科研實踐得出通用常數(shù)λ1和λ2，再由公式(9)C3＝ 1/3 arccosλ2q (λ2＝-4～-2)(10)C4＝λ1cosC3 (λ1＝0.5～3)計算出C4。
3.最后由公式(11)θ＝2arccosC4(12)dt=DoC4-2γt(1-C4 )]]>(13)L1=ψ /(DoC4)]]>(14)δ =(ξ /4 )(1+E)2G2]]>計算出文氏管的調節(jié)錐角度θ、喉部直徑dt、工作最小間隙L1以及調節(jié)范圍內的秒流量最大絕對誤差δ。
用本發(fā)明的流量可調汽蝕文氏管設計方法設計的文氏管不僅可以用在空間飛行器變推力液體火箭發(fā)動機上，作為控制推力變化的關鍵元件，而且可以用它進行液體流量測量作為流量計使用，還可用在民用化工部門液體流量的精確控制上。同時還由于汽蝕文氏管在工作時能阻隔上下游壓力耦合振蕩，因此，不論在軍用部門，還是在民用部門都有著廣泛的應用前景。
附圖流量可調汽蝕文氏管結構原理圖。
實施例(計算過程參照前述公式(1)至(14))
權利要求
1.一種流量可調汽蝕文氏管的設計方法，其特征在于采用如下計算公式得出文氏管設計參數(shù)θ、dt、Ll的解析解的計算過程。(1)C1=(G1+G2)(1+ξ)(2)C2=G1G2]]>(1-ξ)(3)D2O=[(1+ξ)/ξ][(C1-C2)/(μπC)](4)q=[(ψ′-ψ)/(φDo)]2(5)C3= 1/3 arccosλ2q(6)C4=λ1cosC3(7)θ=2arccosC4(8)dt=DoC4]]>-2γt(1-C4)(9)L1=ψ/(Do
)其中ξ、G1、G2、γo、γt、Pl、Ps、φ為已知條件，μ、λ1、λ2為通用常數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的設計方法，其特征在于公式(5)、(6)采用的通用常數(shù)λ1、λ2的取值范圍分別是λ1＝(0.5～3)，λ2＝(-4～-2)。
3.根據(jù)權利要求1所述的設計方法，其特征在于該設計方法所確定的已知條件是ξ、G1、G2、γo、γt、P1、Ps、φ等八個。
全文摘要
一種流量可調汽蝕文氏管的設計方法。本發(fā)明涉及液體流量控制元件的設計方法，指出了設計文氏管所必須具備的八個已知條件、十五個計算公式和三個通用常數(shù)。設計方法直觀、準確、簡便、易行。本發(fā)明使文氏管技術在我國軍、民用部門的廣泛應用成為可能。
文檔編號G05D7/00GK1034438SQ8810565
公開日1989年8月2日 申請日期1988年1月21日 優(yōu)先權日1988年1月21日
發(fā)明者高漢如 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學