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超临界压力低温甲烷波纹管内强化换热数值研究
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V434.14[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:大连理工大学航空航天学院,大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金(11172055); 中国博士后科学基金(2014M561235)
中文摘要:

以发动机主动再生冷却系统为研究对象,建立了碳氢燃料热物性高精度计算方法,在此基础上对超临界压力下低温甲烷在水平波纹管内的流动换热现象展开数值研究,初步分析了波纹管强化换热机理。进一步系统研究了波纹管节高比、管壁材料导热系数、壁面热流密度、入口压力以及雷诺数对强化换热和阻力特性的影响,并采用综合换热性能评价准则对各种因素的影响进行评价。研究表明:在超临界压力下合理选择波纹管可以显著提升换热能力,消除传热恶化现象,并且不会带来明显的压降损失;存在一个最优波高和最佳雷诺数,使波纹管具有最优的综合换热性能;增大管壁材料导热系数和甲烷入口压力可提高换热能力。

英文摘要:

The active regenerative cooling system of the rocket engine is studied, and a method is developed to give an ac- curate estimation of thermophysical properties. A numerical investigation of convective heat transfer of cryogenic-propellant methane in horizontal corrugated tubes at supercritical pressures is conducted. The heat transfer enhancement mechanism of corrugated tubes is analyzed, The effects of several key influential parameters on both heat transfer enhancement and pres- sure drop are investigated, including the pitch-to-height ratio, wall thermal conductivity, wall heat flux, inlet pressure, and Reynolds number. The performance evaluation criteria are adopted to evaluate the thermal performance influenced by these parameters. Results reveal that reasonable corrugated tubes can significantly improve the heat transfer ability without cau- sing significant pressure drop at supercritical pressures, which is beneficial to the elimination of heat transfer deterioration. There exist an optimum corrugation height and Reynolds number for achieving the best overall thermal performance. Increase of wall thermal conductivity and inlet pressure can improve the heat transfer ability.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
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  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
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  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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