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超临界压力RP-3在竖直细圆管内混合对流研究

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北京航空航天大学学报 2016年第1期42卷 152-157页

作者：贾洲侠徐国强闻洁龙晓东王越北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100083

研究了超临界压力下碳氢燃料航空煤油RP-3在竖直细圆管内混合对流,分析了浮升力及热物性对碳氢燃料在垂直管中对流换热的影响。实验中控制热流密度从200～500 k W/m2变化,进口压力变化范围为3～5 MPa,进口雷诺数从5000～10500范围内变... 详细信息

研究了超临界压力下碳氢燃料航空煤油RP-3在竖直细圆管内混合对流,分析了浮升力及热物性对碳氢燃料在垂直管中对流换热的影响。实验中控制热流密度从200～500 k W/m2变化,进口压力变化范围为3～5 MPa,进口雷诺数从5000～10500范围内变化。研究表明：在向上流动情况中进口段存在较为明显的入口效应,换热出现恶化现象,而在向下流动中未出现;对于向上和向下流动,由于热物性的综合影响,换热系数沿流动方向增大;在较低进口雷诺数（Re=5 700）时,对于向下流动,随着浮升力影响的增大,浮升力改变了流体径向速度分布,出现了换热强化;在较高进口雷诺数（Re=10 500）时,浮升力对换热的影响依然显著;判别式Bo＊数小于5.6×10-7未能预测浮升力对碳氢燃料换热影响。

关键词：混合对流热物性超临界 RP-3 浮升力

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多组分碳氢燃料RP-3导热系数实验

北京航空航天大学学报 2013年第10期39卷 1387-1391页

作者：周海鹏闻洁邓宏武贾洲侠北京航空航天大学航空发动机气动热力重点实验室北京100191

基于经典的瞬态热线法原理,设计研制了一种适用于高温高压条件下测量多组分碳氢燃料导热系数的实验装置.对无水乙醇、甲苯及高压氮气进行了标定,结果表明液相导热系数最大偏差在1%以内,气相导热系数最大偏差在3%以内.进而对国产碳氢燃料... 详细信息

基于经典的瞬态热线法原理,设计研制了一种适用于高温高压条件下测量多组分碳氢燃料导热系数的实验装置.对无水乙醇、甲苯及高压氮气进行了标定,结果表明液相导热系数最大偏差在1%以内,气相导热系数最大偏差在3%以内.进而对国产碳氢燃料RP-3导热系数进行了测定,温度范围298~430 K,压力范围0.1~5 MPa.改进和完善了超临界压力下流体导热系数的测量方法.

关键词：瞬态热线法碳氢燃料 RP-3 热物性导热系数

超临界压力下航空煤油RP-3壁面结焦特性对换热的影响

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航空动力学报 2013年第4期28卷 832-837页

作者：袁立公邓宏武徐国强贾洲侠李一帆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

研究了超临界压力下航空煤油(RP-3)在微细管内流动过程中结焦对换热的影响规律.实验中系统压力保持为5MPa,燃油质量流量为3g/s.燃油溶解氧达到饱和,实验段进出口油温分别为127℃和450℃,实验时间为60min,并利用"称质法"获得煤油结焦量.... 详细信息

研究了超临界压力下航空煤油(RP-3)在微细管内流动过程中结焦对换热的影响规律.实验中系统压力保持为5MPa,燃油质量流量为3g/s.燃油溶解氧达到饱和,实验段进出口油温分别为127℃和450℃,实验时间为60min,并利用"称质法"获得煤油结焦量.结果表明:由于壁面结焦的差异使得换热特性沿实验段可分为3个区域:进口低温段的传热稳定区、结焦峰值处的传热恶化区和出口高温段的短期强化区.进口低温段结焦量较少,对换热的影响可以忽略;结焦峰值处由于其结焦迅速且量大致使管内传热热阻突增,传热系数下降36.1%故出现传热恶化;高温段出现短期强化是由于结焦微粒附着于管壁,增加了其粗糙度而导致近壁面处流体湍动能增大以及由于近壁面高温区域煤油裂解结焦而产生化学吸热量,进而强化换热.随着时间的推移,结焦量不断增多,结焦热阻增加的效应抵消并超过以上两种因素的影响,因此又出现传热恶化.

关键词：超临界航空煤油RP-3 微细管结焦换热

压力对水平管内超临界碳氢燃料流动换热影响实验

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航空动力学报 2016年第6期31卷 1289-1296页

作者：朱锟徐国强贾洲侠张启军中国航空工业集团公司中航空天发动机研究院有限公司北京101304 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

通过实验装置研究了系统压力对水平管内超临界碳氢燃料RP-3流动换热特性的影响规律,并对管内燃油径向热物性变化、浮升力以及热加速对流动换热特性的作用机理进行了分析.结果表明:管内燃油表面传热系数随主流温度升高而增大,不同系统压... 详细信息

通过实验装置研究了系统压力对水平管内超临界碳氢燃料RP-3流动换热特性的影响规律,并对管内燃油径向热物性变化、浮升力以及热加速对流动换热特性的作用机理进行了分析.结果表明:管内燃油表面传热系数随主流温度升高而增大,不同系统压力下,燃油在相同无量纲温度点热物性变化速率的不同导致了表面传热系数和Nux峰值的差异;燃油主流温度与内壁温度之间的差异而导致的热物性差别是造成管内换热规律变化的主要原因,浮升力和热加速作用对换热特性的影响可以忽略;无量纲参数Grq/Grth可以更好地反映超临界压力碳氢燃料RP-3在水平管内的沿程流动换热特性变化规律.

关键词：超临界系统压力航空煤油RP-3 水平圆管对流换热

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超临界压力RP-3壁面结焦对流阻的影响

北京航空航天大学学报 2016年第6期42卷 1250-1255页

作者：王越郭隽邓宏武黄浩然贾洲侠北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083

实验研究了长时间加热条件下航空煤油RP-3在微细不锈钢管内流动过程中结焦对流动及换热的影响规律。实验中系统压力保持为5 MPa,燃油质量流量为3 g/s。在燃油溶解氧达到饱和的条件下,实验段进出口油温分别为130℃和450℃。实验从开始到... 详细信息

实验研究了长时间加热条件下航空煤油RP-3在微细不锈钢管内流动过程中结焦对流动及换热的影响规律。实验中系统压力保持为5 MPa,燃油质量流量为3 g/s。在燃油溶解氧达到饱和的条件下,实验段进出口油温分别为130℃和450℃。实验从开始到终止持续36 h。实验结果表明,随着时间的增长,管内的结焦量不断增加。由于壁面结焦现象对管内流动和换热产生严重的影响,管内各段换热在实验前期迅速恶化逐渐趋于稳定,管内流阻随着实验时间的增加持续增长。管内流动阻力随着时间的增长呈现出"快速增长→平稳增长→急速增长"的过程。另外,基于实验结果,提出了一种影响系数作为判断结焦对换热器单管影响的工程模型。

关键词：超临界压力 RP-3 结焦流阻换热

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超临界压力正癸烷定压比热测量

推进技术 2017年第1期38卷 214-219页

作者：张筱喆闻洁徐国强张楠贾洲侠北京航空航天大学、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 沈阳发动机设计研究所辽宁沈阳110015

为了准确测量高温高压条件下燃油的定压比热,基于定压比热与焓值的关系,提出一种适用于测量高温高压流体定压比热的方法并设计相应的实验装置,该方法可以显著地减小热损失测量误差对测量结果的影响,提高比热测量精度。经过误差分析,在... 详细信息

为了准确测量高温高压条件下燃油的定压比热,基于定压比热与焓值的关系,提出一种适用于测量高温高压流体定压比热的方法并设计相应的实验装置,该方法可以显著地减小热损失测量误差对测量结果的影响,提高比热测量精度。经过误差分析,在常温至800K范围内,该方法具有最大3.7%的相对不确定度。利用该方法对正癸烷的定压比热(3MPa和5MPa,312~797K)进行了标定实验,实验结果表明,定压比热测量的平均偏差小于1.8%,拟临界点附近最大偏差7.6%,其它温度范围最大偏差不超过4.3%。对3MPa和5MPa下675~797K的正癸烷定压比热数据进行了补充。该方法同样适用于其它流体在该温度范围内的定压比热测量。

关键词：定压比热测量正癸烷热物性超临界

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旋成体模型仪器舱脉动压力空间相关特性研究

宇航学报 2016年第12期37卷 1425-1431页

作者：刘振皓任方王骁峰秦朝红贾洲侠北京强度环境研究所可靠性与环境工程技术重点实验室北京100076 空间物理重点实验室北京100076

为揭示跨声速阶段仪器舱附近脉动压力的空间相关特性,以某旋成体模型为研究对象,基于风洞试验获取了仪器舱附近脉动压力载荷分布规律,计算了测点间的脉动压力空间相关系数。通过曲线拟合与归一化处理,获得了模型仪器舱脉动压力空间相关... 详细信息

为揭示跨声速阶段仪器舱附近脉动压力的空间相关特性,以某旋成体模型为研究对象,基于风洞试验获取了仪器舱附近脉动压力载荷分布规律,计算了测点间的脉动压力空间相关系数。通过曲线拟合与归一化处理,获得了模型仪器舱脉动压力空间相关特性曲线,并研究了攻角、马赫数与雷诺数对空间相关性的影响。结果表明,该模型仪器舱脉动压力空间相关特性具有波动与衰减的特点,随着流动复杂程度的增加,其相关性逐渐降低。同时,在跨声速范围内,该模型仪器舱脉动压力空间相关特性对马赫数以及较高的雷诺数比较敏感。对脉动压力空间相关特性的研究,为飞行器结构响应分析以及载荷环境预示提供了支撑。

关键词：仪器舱脉动压力气动噪声空间相关风洞试验

低温流体管理技术重力依赖性分析与微重力试验方案

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制冷学报 2021年第4期42卷 1-11页

作者：王磊贾洲侠瞿淼上官石马原厉彦忠西安交通大学制冷与低温工程研究所西安710049 北京强度环境研究所可靠性与环境工程技术重点实验室北京100076

本文梳理了低温推进剂空间流体管理(CFM)技术特征,调研了空间搭载试验研究进展,基于技术成熟度提升需求,揭示了25种CFM技术对重力的依赖关系。对比分析了多种微重力获取方法的技术特征,基于CFM技术验证目标对开展微重力试验提供了方案建... 详细信息

本文梳理了低温推进剂空间流体管理(CFM)技术特征,调研了空间搭载试验研究进展,基于技术成熟度提升需求,揭示了25种CFM技术对重力的依赖关系。对比分析了多种微重力获取方法的技术特征,基于CFM技术验证目标对开展微重力试验提供了方案建议:常规低温工质的试验无法表征液氢规律,应将液氢与液氧、液甲烷分类研究;可采用液氮替代液氧、液甲烷设计空间搭载试验系统;而液氢必须采用真实流体开展搭载试验;基于空间飞行器的搭载试验是验证各类CFM技术有效性不可替代的方案;在开展单项CFM技术研究的同时,应尽早规划,开展基于轨道飞行器的CFM技术综合验证平台设计。

关键词：低温推进剂蒸发量控制多层绝热气液分离微重力

强噪声激励下C/SiC复合材料壁板动态响应与失效分析

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复合材料学报 2019年第5期36卷 1254-1262页

作者：吴振强刘宝瑞贾洲侠王英诚栾新刚陈博北京强度环境研究所可靠性与环境工程技术重点实验室北京100076 西北工业大学超高温复合材料实验室西安710072

高超声速飞行器热防护系统和热结构包含多种形式的复合材料薄壁结构,对巡航或再入飞行中的强噪声环境十分敏感和易发生失效破坏,严重威胁着飞行器结构的完整性和可靠性。为考核复合材料薄壁结构的耐噪声性能,基于高声强行波管噪声试验系... 详细信息

高超声速飞行器热防护系统和热结构包含多种形式的复合材料薄壁结构,对巡航或再入飞行中的强噪声环境十分敏感和易发生失效破坏,严重威胁着飞行器结构的完整性和可靠性。为考核复合材料薄壁结构的耐噪声性能,基于高声强行波管噪声试验系统,选取厚度为1～3mm的C/SiC复合材料平板作为试验件,试验件四周采用螺栓进行固定安装。通过开展156～165dB噪声激励动态响应试验,获得了不同量级噪声作用下的动态响应变化规律。针对厚度为1mm的试验件开展了失效试验,在168dB噪声作用下,试验件发生了迅速破坏,采用红外无损检测设备对失效后的C/SiC复合材料平板进行检测,采用SEM对断面形貌进行观察,揭示出强噪声激励下的失效模式,可为高温复合材料结构优化设计和耐噪声失效性能评估提供技术支撑。

关键词：高超声速飞行器 C/SiC复合材料平板噪声载荷加速度动态应变失效模式