超高参数火箭煤油在小通道圆管内的流动换热特性

作     者：刘朝晖 陈雪娇 蒋榕培 LIU Zhaohui;CHEN Xuejiao;JIANG Rongpei

作者机构：西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 北京航天试验技术研究所航天绿色推进剂研究与应用北京市重点实验室北京100074 

出 版 物：《火箭推进》 (Journal of Rocket Propulsion)

年 卷 期：2024年第50卷第5期

页      面：114-121页

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家重点项目 

主　　题：再生冷却 火箭煤油 流动换热 超高参数 小通道 高热流密度 

摘      要：火箭煤油再生冷却过程具有高压、高温、高热流密度和高质量流速等特点。在超高参数条件下,采用低电压大电流电加热方法模拟火箭发动机推力室壁面热环境,在高温合金钢∅2 mm×0.5 mm圆管内研究了火箭煤油的流动换热特性。参数范围为压力25~65 MPa,质量流速8500~51000 kg/(m^(2)·s),流体温度常温为~500℃,热流密度最高为35 MW/m^(2)。研究表明:在所测试条件下,火箭煤油在小通道圆管内处于单相液态强制对流换热机制;换热性能主要受到流体温度和质量流速的影响;流体温度增加,换热系数增加;质量流速增加,换热系数增加;压力在25~65 MPa范围内对换热性能无显著影响;热流密度增加,内壁温显著增加,但热流密度变化对换热系数无显著影响;受入口强化换热效应的影响,换热系数增加,热流密度越高,入口效应越明显。超高参数尤其是超高压力条件下的火箭煤油换热特性,为火箭煤油再生冷却技术应用提供参考。