花瓣螺纹通道内超临界压力正癸烷换热数值研究

作     者：王彦红 黄帅岭 东明 李雨健 

作者机构：东北电力大学能源与动力工程学院 大连理工大学能源与动力学院 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2025年

核心收录：

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

基　　金：国家自然科学基金(51876031) 

主　　题：空气-燃料换热器 花瓣截面 螺纹通道 超临界 正癸烷 传热恶化 旋流效应 二次流 

摘      要：为了提升空气-燃料换热器的换热性能，进行了花瓣螺纹通道内超临界正癸烷换热数值研究。探究了正癸烷压力和通道花瓣数目对流动方向和花瓣周向换热的影响。通过温度场、速度场、湍动能、湍流耗散率阐述了旋流换热问题，通过螺旋强度和相对二次流强度定量表征了旋流作用和二次流的影响。基于斯坦顿数和综合换热系数评价了花瓣螺纹通道的增强换热问题。建立了花瓣螺纹通道超临界正癸烷换热关联式。结果表明：花瓣螺纹通道旋流效应减薄了类气膜层，传热恶化减弱，相比圆通道换热性能更好，综合换热系数处于1.05～1.78。正癸烷压力越高，旋流越强，传热恶化越弱，花瓣内热边界层越均匀，综合换热性能越好。通道花瓣数目越多，旋流越强，传热恶化越延后，花瓣内热边界层越均匀，综合换热性能越好。