竖直圆管内超临界碳氢燃料换热恶化的直径效应

作     者：程泽源 朱剑琴 李海旺 CHENG Zeyuan;ZHU Jianqin;LI Haiwang

作者机构：北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100083 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2016年第37卷第10期

页      面：2941-2951页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51406005) 国防基础科研项目(B2120132006)~~ 

主　　题：超临界 碳氢燃料 换热恶化 直径 浮升力 

摘      要：利用Fluent对超临界压力下直径对碳氢燃料换热恶化的影响进行数值研究,湍流模化采用Launder-Sharma(LS)低雷诺数模型,物性采用广义对应态法则对RP-3替代燃料计算。计算条件:系统压力为3 MPa,进口温度为573K,热流密度为500kW/m^2,质量流量为0.001 5和0.003 0kg/s,直径范围为1~10mm。正常换热条件下的计算壁温和实验结果基本吻合,证明了计算方法的准确度。结果表明:强制对流下小质量流量时直径越大,换热恶化程度更高且更提前发生,换热恶化是由定压比热容处于极大值后的急剧下降区导致的,大质量流量时直径与壁温成正比,无换热恶化发生;浮升力效应仅在小质量流量下起作用,随着直径增大而加强,给出RP-3流动换热时浮升力起作用的判据和不同直径下换热恶化的边界。