本(ben)發(fa)明屬于機(ji)械(xie)制造領域，具體涉及一種液(ye)體火箭發(fa)動機(ji)再(zai)生冷卻組(zu)件流阻調(diao)整(zheng)方法。

背景技術：

1、目前液體(ti)火箭發(fa)動機再(zai)(zai)生冷(leng)卻(que)(que)組件的(de)加(jia)工(gong)成(cheng)型(xing)常采用釬焊方案(an)或増材制(zhi)造成(cheng)型(xing)方案(an)，兩種加(jia)工(gong)成(cheng)型(xing)方案(an)均(jun)為熱成(cheng)型(xing)方案(an)，加(jia)工(gong)成(cheng)型(xing)后的(de)再(zai)(zai)生冷(leng)卻(que)(que)組件產品一致性較(jiao)差，常發(fa)生再(zai)(zai)生冷(leng)卻(que)(que)組件液流流阻偏小情況，而由于(yu)再(zai)(zai)生冷(leng)卻(que)(que)組件結構復雜，返(fan)修(xiu)困(kun)難(nan)，產品報廢率(lv)較(jiao)高(gao)。

2、化(hua)(hua)學鍍(du)是一種在(zai)無外加(jia)電流的(de)(de)(de)狀態下(xia)，利用(yong)合適的(de)(de)(de)還原(yuan)(yuan)劑使鍍(du)液中的(de)(de)(de)金(jin)屬離子有選擇(ze)地在(zai)經催化(hua)(hua)劑活(huo)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)表面上還原(yuan)(yuan)析出金(jin)屬鍍(du)層(ceng)的(de)(de)(de)一種化(hua)(hua)學處理方法。若在(zai)液體火箭發動機再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)冷(leng)卻組件(jian)流道(dao)的(de)(de)(de)內表面均勻形(xing)成一定厚(hou)度(du)的(de)(de)(de)金(jin)屬鍍(du)層(ceng)，減(jian)小再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)冷(leng)卻通道(dao)的(de)(de)(de)截面尺寸，可以(yi)增加(jia)液流介質的(de)(de)(de)流速，提高(gao)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)冷(leng)卻組件(jian)的(de)(de)(de)流阻，保(bao)證產品的(de)(de)(de)合格率。

3、為(wei)此，需要(yao)一種液體(ti)火箭發動機再生(sheng)(sheng)冷(leng)卻組(zu)件流阻調(diao)整方法，通過采用動態化學鍍的方法，在再生(sheng)(sheng)冷(leng)卻組(zu)件流道內(nei)表面均勻形成金屬鍍層，實現再生(sheng)(sheng)冷(leng)卻組(zu)件的返修。

技術實現思路

1、本發(fa)明(ming)解決的(de)技(ji)術(shu)問題(ti)：克服(fu)現有技(ji)術(shu)的(de)不足，提供一種液體火箭發(fa)動機再生(sheng)冷卻組件(jian)流阻(zu)調整方(fang)法，提高再生(sheng)冷卻組件(jian)的(de)流阻(zu)，保證產品的(de)合(he)格率。

2、本發明采用的技術方案為：

3、本發明(ming)公(gong)開了一種液體火箭(jian)發動機再生冷卻組件流阻調整(zheng)方法(fa)，包括：

4、s1、對再生冷卻組件(jian)進行(xing)液流(liu)試驗(yan)，獲得液流(liu)試驗(yan)結果數據；

5、s2、根據液流(liu)試驗(yan)結果數(shu)據，判斷流(liu)阻是否偏小；若(ruo)是，則進入步驟s3；若(ruo)否，則退出；

6、s3、根據(ju)液流試(shi)驗結果數據(ju)、流道(dao)尺寸數據(ju)和目標流阻數據(ju)，計算(suan)再生冷卻組件流道(dao)平均增(zeng)加(jia)鍍(du)層(ceng)尺寸；

7、s4、根據再生冷(leng)卻組件流道平均增加鍍層(ceng)尺(chi)寸和動態化學(xue)鍍速率，計算動態化學(xue)鍍時間；

8、s5、根據所述(shu)動(dong)態化學(xue)鍍(du)時間，采(cai)用動(dong)態化學(xue)鍍(du)裝置(zhi)，對(dui)再生冷(leng)卻組(zu)件進行動(dong)態化學(xue)鍍(du)處理；

9、s6、對動(dong)態(tai)化學(xue)鍍處(chu)(chu)理(li)后的(de)再(zai)生(sheng)冷卻組件進行動(dong)態(tai)化學(xue)鍍后處(chu)(chu)理(li)；

10、s7、進入步驟s1。

11、進一步地，在上述調整方(fang)法(fa)中，所(suo)述步驟s3中計算再生冷卻(que)組件(jian)流道平均(jun)增加鍍層尺寸，具體為(wei)：

12、

13、

14、其(qi)中(zhong)，l為(wei)再生冷(leng)(leng)卻組件流(liu)道平均(jun)增加(jia)鍍層(ceng)尺(chi)寸，dэ為(wei)流(liu)道的等效直徑，d0為(wei)原(yuan)流(liu)道等效直徑，δp為(wei)再生冷(leng)(leng)卻通道流(liu)阻，a為(wei)恒定值(zhi)。

15、進一(yi)(yi)步地，在(zai)上述調整(zheng)方法中，所述動(dong)態(tai)化學(xue)鍍裝置(zhi)，包括：輸入導管(guan)(guan)(guan)、高(gao)壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)、電動(dong)機、輸出(chu)導管(guan)(guan)(guan)、熱水(shui)槽(cao)(cao)、蒸汽(qi)管(guan)(guan)(guan)道和溶(rong)液(ye)(ye)槽(cao)(cao)；其中，輸入導管(guan)(guan)(guan)的(de)一(yi)(yi)端(duan)(duan)連(lian)接高(gao)壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)，另(ling)一(yi)(yi)端(duan)(duan)插入到溶(rong)液(ye)(ye)槽(cao)(cao)內(nei)(nei)的(de)化學(xue)鍍溶(rong)液(ye)(ye)中；輸出(chu)導管(guan)(guan)(guan)的(de)一(yi)(yi)端(duan)(duan)連(lian)接高(gao)壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)，另(ling)一(yi)(yi)端(duan)(duan)連(lian)接再生(sheng)冷卻(que)組件(jian)；溶(rong)液(ye)(ye)槽(cao)(cao)置(zhi)于熱水(shui)槽(cao)(cao)中，通(tong)(tong)過蒸汽(qi)管(guan)(guan)(guan)道內(nei)(nei)的(de)高(gao)溫蒸汽(qi)對熱水(shui)槽(cao)(cao)內(nei)(nei)的(de)液(ye)(ye)體(ti)進行(xing)加熱，從(cong)而對溶(rong)液(ye)(ye)槽(cao)(cao)內(nei)(nei)的(de)化學(xue)鍍溶(rong)液(ye)(ye)進行(xing)加熱；電動(dong)機帶動(dong)高(gao)壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)將溶(rong)液(ye)(ye)槽(cao)(cao)內(nei)(nei)的(de)化學(xue)鍍溶(rong)液(ye)(ye)置(zhi)入再生(sheng)冷卻(que)組件(jian)的(de)通(tong)(tong)道中，在(zai)再生(sheng)冷卻(que)組件(jian)通(tong)(tong)道內(nei)(nei)壁表面形成金(jin)屬鍍層(ceng)，從(cong)而減(jian)小(xiao)通(tong)(tong)道的(de)內(nei)(nei)徑尺寸(cun)，增加再生(sheng)冷卻(que)組件(jian)的(de)流阻。

16、進一步地(di)，在上述調整方法(fa)中，化學鍍溶液(ye)的流(liu)速為0.1-10m/s。

17、進一(yi)步地，在上述調整方法中(zhong)，所述步驟s4中(zhong)計算動態化學(xue)鍍(du)時間(jian)，具體(ti)為：

18、t＝l/v

19、其中(zhong)，t為(wei)動態化(hua)學(xue)鍍時(shi)間，l為(wei)再(zai)生冷(leng)卻(que)組(zu)件流道平均增加鍍層尺寸，v為(wei)動態化(hua)學(xue)鍍速率。

20、進一步地，在上(shang)述調整方法中，根據再(zai)生(sheng)冷卻組件基體成分選(xuan)擇(ze)，選(xuan)擇(ze)與再(zai)生(sheng)冷卻組件基體間結合力(li)滿足試驗要求的金屬鍍層(ceng)；金屬鍍層(ceng)的熱(re)導率(lv)大于(yu)再(zai)生(sheng)冷卻組件基體的熱(re)導率(lv)。

21、進一步地，在上(shang)述(shu)調整方法中，所述(shu)步驟s5中動態化學(xue)鍍(du)處理(li)采用化學(xue)鍍(du)溶(rong)(rong)液循(xun)環利用方式，利用高壓泵將化學(xue)鍍(du)溶(rong)(rong)液從溶(rong)(rong)液槽(cao)中供入再生冷卻組件(jian)并再次(ci)回流至(zhi)溶(rong)(rong)液槽(cao)內(nei)。

22、進(jin)一步地，在(zai)上述調整方法中，化(hua)學鍍(du)溶液的(de)溫度(du)控(kong)制在(zai)70-90℃內(nei)。

23、進一步地，在上(shang)述(shu)調(diao)整(zheng)方法中，還(huan)包括(kuo)：在步驟s5對(dui)再生冷(leng)卻(que)組件進行(xing)動態化(hua)學鍍(du)處理前，對(dui)再生冷(leng)卻(que)組件的(de)非化(hua)學鍍(du)面進行(xing)刷膠保(bao)護。

24、進(jin)一步地，在上述調整方法中，所述步驟s6中動態化學鍍后處理，具(ju)體為：

25、使用(yong)清水持續沖洗再生冷卻組件(jian)流道，時(shi)間不少于5min；

26、使用壓縮空氣吹除再(zai)生冷卻(que)組(zu)件流道，時間不少(shao)于5min；

27、去(qu)除再(zai)生冷卻組件的非化(hua)學鍍面的刷(shua)膠層(ceng)；

28、對再生冷卻組件(jian)進行抽真空烘干，真空壓力(li)不(bu)大于3kpa，烘干溫(wen)度140～160℃，烘干時(shi)間不(bu)少于4h。

29、本發明的有益(yi)效果(guo)是：

30、(1)本發明既可(ke)用于釬(han)焊方案(an)成型的(de)(de)再(zai)生(sheng)冷(leng)卻(que)組(zu)件(jian)(jian)流(liu)阻(zu)偏小狀(zhuang)態(tai)下(xia)產品(pin)的(de)(de)返修(xiu)，又可(ke)用于増材制造方案(an)成型的(de)(de)再(zai)生(sheng)冷(leng)卻(que)組(zu)件(jian)(jian)流(liu)阻(zu)偏小狀(zhuang)態(tai)下(xia)產品(pin)的(de)(de)返修(xiu)，適用范圍廣。

31、(2)本發明無需破壞(huai)再生冷卻(que)組件本體(ti)結(jie)構即可實(shi)現(xian)產品(pin)的(de)(de)返(fan)修，降(jiang)低了采用常規返(fan)修方法造(zao)成產品(pin)徹底報(bao)廢(fei)(fei)的(de)(de)風險，保證了產品(pin)制造(zao)的(de)(de)合格率，減少了組件報(bao)廢(fei)(fei)造(zao)成的(de)(de)損(sun)失。

32、(3)本發明通(tong)過(guo)1～3輪次試(shi)驗(yan)，對試(shi)驗(yan)結果進行數據處(chu)理、分析和測算，可以實現(xian)再生(sheng)冷卻組(zu)件流(liu)阻的穩(wen)步增加，并(bing)使其最終(zhong)液流(liu)結果在設計要(yao)求范圍(wei)內(nei)，試(shi)驗(yan)的次數少，成本低，精度高。

33、(4)本(ben)發(fa)明應用(yong)于(yu)液體火箭發(fa)動(dong)(dong)機(ji)再(zai)生冷卻組件，目前已實現在10kn級推(tui)力的液體火箭發(fa)動(dong)(dong)機(ji)中應用(yong)，發(fa)動(dong)(dong)機(ji)持續(xu)工(gong)作時間超過300s。

技術特征：

1.一種液(ye)體火箭發(fa)動(dong)機再生冷卻組件流(liu)阻調整方(fang)法，其(qi)特征在于，包括：

2.根(gen)據權利(li)要求(qiu)1所述(shu)的(de)一(yi)種液體火箭(jian)發(fa)動機再生(sheng)冷卻(que)組(zu)件流(liu)阻調整方法，其(qi)特征在于(yu)：所述(shu)步驟s3中計算再生(sheng)冷卻(que)組(zu)件流(liu)道平均增加鍍(du)層尺寸，具體為：

3.根據權利(li)要求(qiu)1所(suo)述的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)液(ye)(ye)體火箭發動(dong)(dong)機再生(sheng)冷(leng)(leng)卻(que)組(zu)件(jian)流阻調(diao)整方(fang)法，其(qi)特征在于(yu)，所(suo)述動(dong)(dong)態化(hua)(hua)學鍍裝置(zhi)(zhi)，包括：輸入(ru)(ru)導(dao)管(guan)(guan)(1)、高壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)(2)、電(dian)動(dong)(dong)機(3)、輸出導(dao)管(guan)(guan)(4)、熱(re)水(shui)槽(cao)(5)、蒸汽管(guan)(guan)道(dao)(dao)(6)和溶液(ye)(ye)槽(cao)(7)；其(qi)中(zhong)(zhong)，輸入(ru)(ru)導(dao)管(guan)(guan)(1)的(de)(de)(de)(de)一端(duan)連(lian)接(jie)高壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)(2)，另一端(duan)插入(ru)(ru)到溶液(ye)(ye)槽(cao)(7)內(nei)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學鍍溶液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)；輸出導(dao)管(guan)(guan)(4)的(de)(de)(de)(de)一端(duan)連(lian)接(jie)高壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)(2)，另一端(duan)連(lian)接(jie)再生(sheng)冷(leng)(leng)卻(que)組(zu)件(jian)(8)；溶液(ye)(ye)槽(cao)(7)置(zhi)(zhi)于(yu)熱(re)水(shui)槽(cao)(5)中(zhong)(zhong)，通(tong)(tong)過蒸汽管(guan)(guan)道(dao)(dao)(6)內(nei)的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)蒸汽對熱(re)水(shui)槽(cao)(5)內(nei)的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)體進(jin)行加熱(re)，從(cong)(cong)而(er)對溶液(ye)(ye)槽(cao)(7)內(nei)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學鍍溶液(ye)(ye)進(jin)行加熱(re)；電(dian)動(dong)(dong)機(3)帶動(dong)(dong)高壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)(2)將溶液(ye)(ye)槽(cao)(7)內(nei)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學鍍溶液(ye)(ye)置(zhi)(zhi)入(ru)(ru)再生(sheng)冷(leng)(leng)卻(que)組(zu)件(jian)(8)的(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)道(dao)(dao)中(zhong)(zhong)，在再生(sheng)冷(leng)(leng)卻(que)組(zu)件(jian)通(tong)(tong)道(dao)(dao)內(nei)壁(bi)表(biao)面形成金(jin)屬鍍層，從(cong)(cong)而(er)減小通(tong)(tong)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)內(nei)徑尺(chi)寸，增加再生(sheng)冷(leng)(leng)卻(que)組(zu)件(jian)(8)的(de)(de)(de)(de)流阻。

4.根據權利要(yao)求(qiu)3所述(shu)的一種(zhong)液體火箭(jian)發動機再生冷卻組件流阻調整(zheng)方(fang)法，其特征在(zai)于(yu)：化學(xue)鍍溶液的流速為0.1-10m/s。

5.根據(ju)權利要求1所述的一(yi)種液體(ti)火(huo)箭發動(dong)機再生冷卻組件流阻調(diao)整方法(fa)，其特征在于：所述步(bu)驟s4中(zhong)計算動(dong)態化學鍍時間，具(ju)體(ti)為：

6.根(gen)據權利要求3所(suo)述的(de)一種(zhong)液體火箭(jian)發動機再(zai)(zai)生冷(leng)卻(que)組件流阻(zu)調整(zheng)方法，其(qi)特征(zheng)在(zai)于：根(gen)據再(zai)(zai)生冷(leng)卻(que)組件基(ji)體成分選擇，選擇與(yu)再(zai)(zai)生冷(leng)卻(que)組件基(ji)體間(jian)結(jie)合力滿足試驗要求的(de)金屬鍍層；金屬鍍層的(de)熱(re)導率大于再(zai)(zai)生冷(leng)卻(que)組件基(ji)體的(de)熱(re)導率。

7.根(gen)據權利(li)(li)要求3所(suo)述的一種(zhong)液(ye)(ye)體火箭發動(dong)機再(zai)生冷(leng)(leng)卻(que)組(zu)件流阻(zu)調整方法(fa)，其特征在(zai)于：所(suo)述步驟s5中動(dong)態(tai)化(hua)(hua)學鍍(du)處理采(cai)用化(hua)(hua)學鍍(du)溶(rong)液(ye)(ye)循環(huan)利(li)(li)用方式，利(li)(li)用高壓泵(2)將化(hua)(hua)學鍍(du)溶(rong)液(ye)(ye)從溶(rong)液(ye)(ye)槽(cao)(7)中供入再(zai)生冷(leng)(leng)卻(que)組(zu)件(8)并(bing)再(zai)次回流至溶(rong)液(ye)(ye)槽(cao)(7)內。

8.根據權利要(yao)求3所述的(de)一(yi)種液體火箭發動機再生冷(leng)卻組件(jian)流阻調整方法，其特征在(zai)于：化學鍍溶(rong)液的(de)溫度控(kong)制在(zai)70-90℃內。

9.根據權利要求1所述的一(yi)種(zhong)液體火(huo)箭發(fa)動(dong)(dong)機再(zai)生(sheng)冷(leng)卻組(zu)(zu)件流(liu)阻調(diao)整方法(fa)，其特征在(zai)于，還(huan)包括：在(zai)步驟s5對再(zai)生(sheng)冷(leng)卻組(zu)(zu)件進行動(dong)(dong)態化學(xue)鍍處理前(qian)，對再(zai)生(sheng)冷(leng)卻組(zu)(zu)件的非化學(xue)鍍面進行刷膠保(bao)護。

10.根據權利(li)要求1所(suo)述的一種液體(ti)(ti)火(huo)箭發動(dong)機再生冷卻組件流(liu)阻調整(zheng)方法，其特征在于：所(suo)述步驟s6中動(dong)態化(hua)學(xue)鍍后(hou)處理(li)，具體(ti)(ti)為：

技術總結
本發明公開了一種液體火箭發動機再生冷卻組件流阻調整方法，包括：1，對再生冷卻組件進行液流試驗，獲得液流試驗結果數據；2、判斷流阻是否偏小；3，計算再生冷卻組件流道平均增加鍍層尺寸；4，計算動態化學鍍時間；5，采用動態化學鍍裝置，對再生冷卻組件進行動態化學鍍處理；6，對動態化學鍍處理后的再生冷卻組件進行動態化學鍍后處理；7，進入步驟1。本發明主要是針對流阻偏小的液體火箭發動機再生冷卻組件提出的一種動態化學鍍返修方法，利用本方法可以有效均勻在再生冷卻流道形成鍍層，減少再生冷卻組件流道尺寸，增加再生冷卻組件流阻，保證產品流阻滿足設計要求，提高產品合格率。

技術研發人員：梁防偉,劉友強,楊戰爭,張維明,孫昌哲,劉瑩超,鄧美芳
受保護的技術使用者：西安航天發動機有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/9/19