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凝胶推进剂模拟液直圆管流动特性初步研究

火箭推进 2006年第3期32卷 12-17,23页

作者：杨伟东张蒙正陕西动力机械设计研究所陕西西安710100

对某型凝胶推进剂模拟液在直圆管中的流动特性进行了理论分析和试验研究,得到模拟液在直圆管中的速度分布,定义了表观粘性和平均粘性,进行了流阻分析并定义了非牛顿流体雷诺数。通过试验考察了管长、管径对流阻的影响,得到流阻系数与雷... 详细信息

对某型凝胶推进剂模拟液在直圆管中的流动特性进行了理论分析和试验研究,得到模拟液在直圆管中的速度分布,定义了表观粘性和平均粘性,进行了流阻分析并定义了非牛顿流体雷诺数。通过试验考察了管长、管径对流阻的影响,得到流阻系数与雷诺数和无量纲速度比与雷诺数的关系,并对影响因素进行了分析。

关键词：凝胶模拟液直圆管流动特性

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凝胶推进剂模拟液直圆管压降计算及误差分析

火箭推进 2008年第1期34卷 26-29页

作者：左博张蒙正张玫西安航天动力研究所陕西西安710100

为了建立凝胶推进剂管路流动模型,分析了凝胶推进剂模拟液在直圆管内的流动特性,并对3种模拟液在第二和第三流动区内管路流阻的计算值与试验值进行了对比分析,结果表明:在第二流动区,用幂律流变方程推导的压降公式计算值与试验值有较好... 详细信息

为了建立凝胶推进剂管路流动模型,分析了凝胶推进剂模拟液在直圆管内的流动特性,并对3种模拟液在第二和第三流动区内管路流阻的计算值与试验值进行了对比分析,结果表明:在第二流动区,用幂律流变方程推导的压降公式计算值与试验值有较好的一致性;在第三流动区,可以近似用牛顿流体压降公式计算管路流阻。此外还分析了压降的误差传播系数,结果表明流变指数和管径的误差传播系数最大。

关键词：凝胶推进剂直圆管压降误差分析

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凝胶模拟液直圆管流动特性数值模拟

火箭推进 2008年第5期34卷 27-30页

作者：左博张蒙正西安航天动力研究所陕西西安710100

采用POLYFLOW软件,对幂律型凝胶模拟液在直圆管内的流动和流变特性进行了数值模拟研究。结果表明:在流速和管径不变时,压降随管长的增加成线性增加;在流速和管长不变时,压降随管径的增大急剧减小;随着流变指数的减小,直圆管轴线附近出... 详细信息

采用POLYFLOW软件,对幂律型凝胶模拟液在直圆管内的流动和流变特性进行了数值模拟研究。结果表明:在流速和管径不变时,压降随管长的增加成线性增加;在流速和管长不变时,压降随管径的增大急剧减小;随着流变指数的减小,直圆管轴线附近出现明显的柱塞流动区,在此区域内,速度和剪切速率变化较小,剪切粘度值趋于最大;在管壁附近,速度和剪切速率变化较大,剪切粘度降低明显。

关键词：凝胶模拟液直圆管数值模拟

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凝胶推进剂直圆管流动特性探讨

火箭推进 2007年第5期33卷 1-5,17页

作者：张蒙正杨伟东孙彦堂王玫西安航天动力研究所陕西西安710100

分析了非牛顿流体的类型,认为在液体火箭发动机中有应用前景的凝胶推进剂类型应是有屈服应力的牛顿流体或者幂律流体,关键在于胶凝剂。研究了直圆管中凝胶推进剂的流动特性,依据剪切速率可以将凝胶推进剂在直圆管中的流动分为三个区域... 详细信息

分析了非牛顿流体的类型,认为在液体火箭发动机中有应用前景的凝胶推进剂类型应是有屈服应力的牛顿流体或者幂律流体,关键在于胶凝剂。研究了直圆管中凝胶推进剂的流动特性,依据剪切速率可以将凝胶推进剂在直圆管中的流动分为三个区域。在第二流动区中,可以用幂律流体推导的流阻方程计算管路流阻;在第三流动区,可以近似用牛顿流体流阻方程计算流阻。

关键词：凝胶推进剂流动模型流动特性直圆管

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新型变空间油冷却器的研究开发

新型变空间油冷却器的研究开发

作者：王延香华南理工大学

学位级别：硕士

现代工业的迅速发展日益加剧了环境、生态等问题，世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重节能新途径的开发，大力发展高效节能换热技术是工业节能的一条重要途径。新型变空间油冷却器采用螺旋三叶管作为其传热元件，螺旋三叶管作为一... 详细信息

现代工业的迅速发展日益加剧了环境、生态等问题，世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重节能新途径的开发，大力发展高效节能换热技术是工业节能的一条重要途径。新型变空间油冷却器采用螺旋三叶管作为其传热元件，螺旋三叶管作为一种新型高效换热管，研究其传热和流阻性能对提高油冷却器的效率和节约能源有重要意义。本文论述了强化传热技术的途径、分类并介绍了几种强化传热管型的研究进展，采用理论分析和实验研究相结合的方法对螺旋三叶管的传热和流阻性能进行了深入研究，通过实验对比螺旋扭曲扁管油冷却器、螺旋折流板油冷却器及新型变空间油冷却器传热和流动特性。本文主要研究内容包括： (1)介绍螺旋三叶管及变空间油冷却器的结构特点，应用传热学相关原理分析管程及壳程强化机理，阐述了螺旋三叶管变空间油冷却器由于壳程无折流板产生的低压降效果，介绍强化传热的评价方法并得到合适的油冷却器传热强化综合评价准则。 (2)通过建立传热管单管实验测试平台，研究直圆管及不同截面参数和扭程的螺旋三叶管传热及流动特性。研究结果表明，在实验条件下，螺旋三叶管的传热性能要优于直圆管。螺旋三叶管圆弧半径减小时其传热性能和流阻都增大，扭程越小，螺旋三叶管传热性能越好，流阻也会相应增大，其综合性能还是优于直圆管。建立变空间油冷却器测试平台，测试了具有不同空隙率的油冷却器壳程传热与流阻性能。壳程对流传热系数α和压降△P都随着壳程流体体积流量的增加而增大，且压降增加更快。 (3)研究对比了螺旋扭曲扁管油冷却器、螺旋折流板油冷却器和螺旋三叶管变空间油冷却器的传热与流阻性能。研究表明，油冷却器总传热系数和壳程压降随着壳程流体体积流量的增大而增大，螺旋三叶管变空间油冷却器的总传热系数要高于螺旋扭曲扁管油冷却器和螺旋折流板油冷却器传热系数，且壳程压降要较低，说明螺旋三叶管变空间油冷却器综合性能较好。在实验研究的基础上提出了油冷却器设计过程中要考虑的几个方面如管程数和壳程数、传热管选择及传热管布置等。本论文通过对螺旋三叶管管程及变空间油冷却器壳程传热和流阻性能进行实验研究，探讨了螺旋三叶管的影响因素，为今后进一步研究螺旋三叶管及油冷却器研究奠定了基础。

关键词：螺旋三叶管直圆管油冷却器强化传热

扭曲管双壳程换热器传热性能的数值模拟与实验研究

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扭曲管双壳程换热器传热性能的数值模拟与实验研究

作者：杨蕾华南理工大学

学位级别：硕士

近年来,能源利用的形势越来越紧张,节能减排工作逐渐受到人们的广泛重视,特别是开发高效强化传热技术来提高换热器的效率。扭曲管作为一种新型高效的强化传热管型,是以直圆管为基础,通过旋转扭曲而成。和直圆管相比,扭曲管可以明显地强... 详细信息

近年来,能源利用的形势越来越紧张,节能减排工作逐渐受到人们的广泛重视,特别是开发高效强化传热技术来提高换热器的效率。扭曲管作为一种新型高效的强化传热管型,是以直圆管为基础,通过旋转扭曲而成。和直圆管相比,扭曲管可以明显地强化管程及壳程流体的传热,对于提高换热器的效率和节约能源有重要意义。因此,有必要对扭曲管的传热和流阻性能进行深入的研究。本论文在广泛阅读文献,对强化传热技术及强化传热管型的研究进展、现状进行详细论述的基础上,采用理论分析、数值模拟和实验测试相结合的研究方法,对扭曲管的管程及壳程传热和流阻性能进行了深入系统的研究,并根据得出的扭曲管传热准数拟合关系式开发了扭曲管换热器设计程序。本文主要研究工作包括以下几个方面: 1.采用自制的单管性能实验平台和换热器性能测试系统,测定了直圆管、扭曲管以及扭曲管双壳程换热器的传热与流阻性能,并进行了对比分析。结果表明,扭曲管可以很好地强化管程流体的换热,虽然流动阻力相对于直圆管来说有所增加,但综合传热表现还是要优于直圆管。在实验Re数范围内,扭曲管相对直圆管的强化传热综合性能可以提高5%～50%。通过测试扭曲管双壳程换热器的传热及流阻性能,得到了扭曲管双壳程换热器在不同Re数下的传热与传质表现。通过对实验数据的整理,进一步得到了扭曲管管内及管外流体的传热准数拟合关系式。 2.采用Fluent软件对扭曲管、椭圆管和直圆管的传热及流阻性能进行了数值模拟研究,得到了不同换热管在出口位置处的温度和速度分布等众多图形。研究结果表明,与直圆管和椭圆管相比,流体在扭曲管管内流动时,由于扭曲管的特殊结构,使得其管内流体在沿管程流动的同时可以产生垂直于主流方向的二次流,使得流体得以充分混合,从而强化了传热。扭曲管的扭程长度越小、压扁程度越大、管内流体的Pr数越高、Re数越小,扭曲管相对于直圆管的强化传热表现就越好。接着,建立了扭曲管换热器和直圆管换热器的物理模型并进行了壳程流体传热传质的数值模拟研究。结果表明,和直圆管换热器相比,扭曲管换热器也可以很好地强化壳程流体的传热。 3.首次引入扭曲管单管实验及换热器实验中得到的扭曲管管内及管外的传热准数关系式,采用Visual Basic 6.0语言编写了扭曲管换热器设计软件主程序及其界面。根据本软件可以帮助换热器设计者选择合适的扭曲管换热器,来满足换热流体热负荷的要求。本论文通过对扭曲管管程及壳程传热和流阻性能进行实验与数值模拟研究,丰富了扭曲管的研究方法和理论研究体系,为今后进一步研究扭曲管及扭曲管换热器设计程序的优化提供了参考。

关键词：扭曲管直圆管强化传热扭曲管换热器设计程序