热裂解对超临界RP-3流动和耦合传热影响的数值模拟研究

作     者：胡希卓 陶智 朱剑琴 程泽源 HU Xi-zhuo;TAO Zhi;ZHU Jian-qin;CHENG Ze-yuan

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京100191 

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

年 卷 期：2018年第39卷第9期

页      面：2011-2019页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51406005) 国防基础科研计划资助(B2120132006) 

主　　题：超临界 热裂解 流阻 耦合传热 

摘      要：为深入理解再生冷却过程中裂解反应对碳氢燃料流动换热产生的影响,采用包含18组分和24步分子反应的RP-3裂解模型,对超临界压力下RP-3在底面加热的方通道内的流动换热和裂解过程开展了三维数值模拟研究。压力范围4~6MPa,加热面热流密度2.4~3.6MW/m^2条件下的计算结果表明:在高温区域内剧烈进行的裂解反应会造成流体的进一步加速,导致沿程压降急剧增加,并且这一现象在4MPa时更为明显。在各流固交界面处,热流密度呈现不同的沿程变化规律。裂解反应使下壁面处的对流换热得到更大程度的强化,从而使下流固交界面的热流密度增加约0.5 MW/m^2。同时,在裂解吸热和传热强化的共同作用下,裂解反应使各流固交界面的壁温最多降低150K。