發(fā)射場低溫推進劑加注訓練系統(tǒng)

第1 章 緒論001
1.1　引言001
1.2　低溫加注系統(tǒng)概述002
　1.2.1　基本組成002
　1.2.2　基本特點002
　1.2.3　基本工作內(nèi)容003
1.3　加注訓練意義004
1.4　加注訓練主要內(nèi)容004

第2 章 低溫加注系統(tǒng)基礎(chǔ)理論006
2.1　低溫液體管流特性006
　2.1.1　低溫推進劑管路流動溫升006
　2.1.2　低溫推進劑加注流量調(diào)節(jié)007
　2.1.3　不產(chǎn)生兩相流的條件007
　2.1.4　兩相流流阻壓降計算008
　2.1.5　兩相流含氣系數(shù)計算011
　2.1.6　防止形成兩相流的方法011
2.2　低溫絕熱理論013
　2.2.1　低溫絕熱機理013
　2.2.2　非真空絕熱014
　2.2.3　高真空絕熱015
　2.2.4　真空粉末絕熱016
　2.2.5　真空多層絕熱016
　2.2.6　低溫抽氣機理017
2.3　深冷處理理論018
　2.3.1　奧氏體019
　2.3.2　馬氏體020
　2.3.3　深冷處理工藝021
　2.3.4　深冷處理機理022
　2.3.5　深冷處理優(yōu)點及應用023
2.4　低溫推進劑過冷理論023
　2.4.1　低溫推進劑過冷加注024
　2.4.2　換熱過冷025
　2.4.3　抽空減壓過冷026
　2.4.4　冷氦氣鼓泡過冷027
2.5　空氣分離理論028
　2.5.1　空氣分離基本原理028
　2.5.2　空氣的凈化030
　2.5.3　空氣的液化030
　2.5.4　空氣的分離032

第3 章 低溫加注系統(tǒng)基本知識033
3.1　低溫推進劑033
　3.1.1　概述033
　3.1.2　液氧034
　3.1.3　液氫036
　3.1.4　煤油038
　3.1.5　甲烷041
　3.1.6　液氮042
3.2　液氧加注系統(tǒng)043
　3.2.1　功能組成043
　3.2.2　工藝流程051
　3.2.3　加注工序051
　3.2.4　氧排放與處理052
3.3　液氫加注系統(tǒng)052
　3.3.1　功能組成052
　3.3.2　工藝流程053
　3.3.3　加注工序054
　3.3.4　氫排放及處理054
3.4　煤油加注系統(tǒng)055
　3.4.1　功能組成055
　3.4.2　工藝流程057
　3.4.3　加注工序057
　3.4.4　三廢處理058
3.5　甲烷加注系統(tǒng)058
　3.5.1　功能組成058
　3.5.2　工藝流程058
　3.5.3　三廢處理058
3.6　液氮輔助加注系統(tǒng)059
　3.6.1　功能組成059
　3.6.2　加注工序060
3.7　國外典型低溫加注系統(tǒng)060
　3.7.1　液氧加注系統(tǒng)060
　3.7.2　液氫加注系統(tǒng)061

第4 章 低溫加注系統(tǒng)基本原理063
4.1　低溫加注基本原理063
　4.1.1　加注原理063
　4.1.2　加注方式064
　4.1.3　定量方式064
　4.1.4　泄回方式064
　4.1.5　控制和監(jiān)測064
　4.1.6　預冷及其控制065
4.2　低溫貯罐065
　4.2.1　低溫貯罐結(jié)構(gòu)065
　4.2.2　工作原理066
4.3　液氧泵067
　4.3.1　液氧泵結(jié)構(gòu)067
　4.3.2　工作原理068
4.4　低溫管路069
　4.4.1　加注硬管069
　4.4.2　加注軟管070
　4.4.3　管路連接形式071
4.5　低溫閥門071
　4.5.1　低溫球閥071
　4.5.2　低溫截止閥073
　4.5.3　低溫調(diào)節(jié)閥074
4.6　流量計075
　4.6.1　渦街流量計075
　4.6.2　渦輪流量計076
　4.6.3　差壓式流量計077
　4.6.4　質(zhì)量流量計078
4.7　增壓氣化器078
4.8　過冷器080
4.9　盤管式換熱器081
4.10　系統(tǒng)凈化置換082
　4.10.1　液氧、液氮系統(tǒng)凈化置換082
　4.10.2　液氫系統(tǒng)凈化置換083

第5 章 低溫加注系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)085
5.1　低溫加注系統(tǒng)總體設(shè)計085
　5.1.1　設(shè)計技術(shù)要求085
　5.1.2　系統(tǒng)布局設(shè)計086
　5.1.3　系統(tǒng)布置設(shè)計086
　5.1.4　系統(tǒng)調(diào)試設(shè)計087
5.2　低溫加注系統(tǒng)工序流程設(shè)計087
　5.2.1　推進劑總貯量設(shè)計087
　5.2.2　加注方式設(shè)計088
　5.2.3　定量方法設(shè)計089
　5.2.4　流量調(diào)節(jié)設(shè)計089
　5.2.5　工序流程設(shè)計090
5.3　低溫加注工藝系統(tǒng)設(shè)計091
　5.3.1　總體技術(shù)要求091
　5.3.2　低溫貯罐設(shè)計093
　5.3.3　液氧泵設(shè)計096
　5.3.4　低溫管路設(shè)計098
　5.3.5　低溫閥門設(shè)計100
　5.3.6　增壓氣化器設(shè)計102
5.4　低溫加注控制系統(tǒng)設(shè)計104
　5.4.1　控制系統(tǒng)設(shè)計要求104
　5.4.2　控制系統(tǒng)功能設(shè)計105
　5.4.3　控制系統(tǒng)設(shè)計實例107
5.5　加注過程設(shè)計計算108
　5.5.1　置換過程設(shè)計計算108
　5.5.2　預冷過程設(shè)計計算109
　5.5.3　擠壓壓力計算和加注流量調(diào)節(jié)算法111
　5.5.4　擠壓加注用氣量算法112
　5.5.5　射前補加過程算法113
　5.5.6　加注管路漏熱計算114

第6 章 低溫加注系統(tǒng)安全要求117
6.1　危險及危害117
　6.1.1　火災危險性117
　6.1.2　爆炸危險性117
　6.1.3　低溫傷害及凍傷118
　6.1.4　氮氣窒息118
　6.1.5　氧中毒118
6.2　設(shè)計安全要求118
　6.2.1　安全距離118
　6.2.2　建筑120
　6.2.3　避雷裝置121
　6.2.4　接地系統(tǒng)121
　6.2.5　通風121
　6.2.6　消防121
6.3　操作安全要求122
　6.3.1　液氧生產(chǎn)122
　6.3.2　液氧貯存122
　6.3.3　運輸123
　6.3.4　轉(zhuǎn)注123
　6.3.5　加注準備123
　6.3.6　加注124
　6.3.7　泄回124
　6.3.8　人員防護124
6.4　管理安全要求125
　6.4.1　人員管理125
　6.4.2　用電管理125
　6.4.3　用氣管理125
　6.4.4　接地管理125
　6.4.5　標志管理126
6.5　警示案例126
　案例一126
　案例二126
　案例三126
　案例四127

第7 章 低溫加注系統(tǒng)典型問題分析128
7.1　液氧加注系統(tǒng)間歇泉問題128
　7.1.1　問題情況128
　7.1.2　建立仿真模型129
　7.1.3　試驗結(jié)果分析132
　7.1.4　抑制間歇泉措施134
7.2　低溫推進劑加注管路水擊問題135
　7.2.1　問題情況135
　7.2.2　建立仿真模型136
　7.2.3　試驗結(jié)果分析138
　7.2.4　預防水擊措施140
7.3　液氫加注過程中的靜電防護問題141
　7.3.1　問題情況141
　7.3.2　機理分析141
　7.3.3　流體靜電積聚的理論計算142
　7.3.4　貯罐內(nèi)的靜電電位分布144
　7.3.5　靜電防護措施146
7.4　液氫輸送過程中的管道振動問題147
　7.4.1　問題情況147
　7.4.2　建立仿真模型147
　7.4.3　試驗結(jié)果分析150

第8 章 低溫加注系統(tǒng)典型故障應急處置154
8.1　緊急事件處置原則154
　8.1.1　泄漏處置原則154
　8.1.2　氫火災處置原則154
　8.1.3　氧火災處置原則155
8.2　工藝設(shè)備典型故障處置155
　8.2.1　低溫貯罐故障處置155
　8.2.2　液氧泵故障處置156
　8.2.3　低溫管路故障處置157
　8.2.4　低溫閥門故障處置158
　8.2.5　低溫流量計故障處置159
　8.2.6　增壓氣化器故障處置160
　8.2.7　過冷器故障處置161
　8.2.8　配氣臺故障處置161
　8.2.9　傳感器和儀表故障處置162
8.3　低溫推進劑加注過程應急處置162
　8.3.1　火箭液位信號故障處置162
　8.3.2　地面加注管路泄漏處置162
　8.3.3　加注過程貯箱壓力升高處置162
　8.3.4　箭上加注閥無法關(guān)閉處置163
　8.3.5　加注排氣閥故障處置163
　8.3.6　加注過程中過冷器故障處置163
　8.3.7　庫房故障處置164
8.4　煤油加注過程應急處置164
　8.4.1　火箭液位信號故障處置164
　8.4.2　加注管路泄漏處置164
　8.4.3　加注、安溢閥控制氣壓力異常處置164
　8.4.4　煤油加注閥打開信號未收到處置165
　8.4.5　箭上加注閥無法關(guān)緊處置165
　8.4.6　加注活門箱故障處置165
　8.4.7　庫房故障處置165

第9 章 低溫加注模擬訓練系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)166
9.1　系統(tǒng)總體架構(gòu)166
　9.1.1　系統(tǒng)邏輯架構(gòu)166
　9.1.2　系統(tǒng)功能組成167
　9.1.3　工序流程設(shè)計167
9.2　系統(tǒng)硬件169
　9.2.1　模擬低溫加注控制臺設(shè)計169
　9.2.2　后臺處理微機界面設(shè)計170
　9.2.3　硬件設(shè)備主要參數(shù)170
9.3　系統(tǒng)軟件170
　9.3.1　物理模型構(gòu)建170
　9.3.2　系統(tǒng)用戶管理171
　9.3.3　系統(tǒng)任務(wù)管理171
　9.3.4　加注指揮訓練173
　9.3.5　加注操作訓練175
　9.3.6　軟件開發(fā)工具176
9.4　系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)177
　9.4.1　三維建模技術(shù)177
　9.4.2　視景生成技術(shù)179
　9.4.3　模型優(yōu)化技術(shù)180
　9.4.4　三維動畫技術(shù)181
　9.4.5　數(shù)據(jù)管理與交互控制技術(shù)181
　9.4.6　多線程技術(shù)182
　9.4.7　數(shù)學模型構(gòu)建183

參考文獻190