液態工質向真空環境泄漏過程的兩相流研究

孫偉，閆榮鑫，孫立臣，韓琰，邵容平

(北京衛星環境工程研究所， 北京 100094)

　　摘要：研究液態工質通過壓扁型漏孔向真空泄漏的過程，對明確該狀態下泄漏過程是否出現兩相流狀態，從而提高液體管路檢漏工作的準確性和可靠性有著重要意義。以航天器環控生保系統中密封管路所用的液態工質(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行流態、泄漏的相態、壓力分布、流速變化進行理論分析，建立仿真模型，基于FLUENT 流體分析軟件對泄漏過程進行模擬仿真，得出各參數變化曲線。

　　研究結果表明，液態工質在金屬壓扁型漏孔中泄漏屬于層流流態;由于液體泄漏過程中存在沿程損失，局部損失以及進出口壓力差的作用而產生的沿程壓降和瞬時壓降，會引起液體出現空化和閃蒸現象，從而導致流動過程出現兩相流狀態以及出口處的瞬間氣化的閃蒸現象。且理論分析所得的數學模型和軟件仿真結果相符。

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

　　關鍵詞：液體泄漏;壓力降;兩相流;飽和蒸汽壓