无水甲醇质量比对紧凑型预冷器的结霜和抑霜性能的影响

作     者：韦宏 杨学森 李治达 郭晓峰 唐中富 付超 董威 WEI Hong;YANG Xuesen;LI Zhida;GUO Xiaofeng;TANG Zhongfu;FU Chao;DONG Wei

作者机构：上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 北京航空航天大学航空发动机研究院北京100191 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2023年第38卷第3期

页      面：596-606页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 0703[理学-化学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：中国民用飞机专项研究基金(MJ-2016-D-35)。 

主　　题：微细管式紧凑型预冷器 无水甲醇的抑霜性能 结霜 压力损失系数 壁面温度 换热率 

摘      要：在主流来流的速度值、湿度值和温度值分别为10 m/s、6.4 g/kg和50℃的实验条件下,对微管式紧凑型预冷器的结霜和抑霜性能进行了实验研究。在抑霜实验工况中,采用无水甲醇作为抑霜的有机溶剂,且在抑霜实验过程中喷射了三个不同质量比(0.75、1.0和1.25)的无水甲醇对预冷器进行抑霜。对不同实验工况的结霜和抑霜性能、压力损失系数、预冷器管束的壁面温度和预冷器的换热率进行了详细地分析。实验结果表明,在进行结霜实验时,当低温冷却剂流经预冷器的微细管束内部时,在预冷器的外侧会快速地凝结霜层,且霜层随着实验时间的增长而逐渐累积。然而,一旦向主流来流中喷射了三个不同质量比的无水甲醇之后,会产生非常明显的抑霜效果,主流的压力损失系数显著下降且预冷器的换热率明显提高。此外,预冷器微细管束的壁面温度也显著的增大了,其壁面温度均高于水的冰点,这是喷射无水甲醇能够产生抑霜效果的直接原因。在向主流喷射三个不同质量比的无水甲醇的抑霜实验中,当喷射的无水甲醇的质量比为1.0时的抑霜效果最佳。此外,根据对抑霜实验结果进行分析,可以进一步地推测:实现最优抑霜性能的最佳无水甲醇质量比可能介于1.0~1.25之间。