竖直内螺纹管中超临界RP-3航空煤油换热特性数值研究

作者： 王彦红     孙文清     李雨健     李洪伟     贾玉婷   来源： 工程热物理学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 超临界煤油   内螺纹管   传热恶化   二次流   螺旋度  

描述： 针对空–油换热器的结构优化应用，开展了竖直内螺纹管中超临界RP-3航空煤油换热特性数值研究。阐述了沿流动方向的传热恶化问题和沿圆周方向螺纹顶部–螺纹底部的非均匀换热机制。通过近壁区流体参数分布情况揭示了传热恶化的原因。讨论了通道截面温度场、流场、湍动能的分布特征，基于螺旋度和二次流强度描述了二次流的影响。探究了运行压力和螺纹数目对换热的影响。实现了换热关联式预测。结果表明：吸热能力下降和湍动能异常减小是第一次传热恶化的原因，类膜态沸腾还会导致第二次传热恶化问题。螺纹结构和变密度耦合产生二次流，螺旋度沿流动方向不断增大，高温区二次流强度与换热状况具有耦合机制。提出的换热关联式有效获得了三种类型内螺纹管中超临界航空煤油的换热预测。

并联通道中超临界RP-3航空煤油流量分配特性数值研究

作者： 王彦红     李雨健     贾玉婷     李洪伟   来源： 推进技术 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 流量分配   并联双通道   超临界煤油   摩擦压降   (火积)耗散   加速压降   空   油换热器  

描述： 速压降的演变机制揭示了流量非对称分配的原因，讨论了通道质量流速和温度的分布特征及其对换热的影响，进行了（火积）耗散效应分析。根据热流密度比值和运行参数提出了流量偏差的预测准则，预测偏差处于±15%范围内

水平内螺纹管中超临界RP-3航空煤油换热数值研究

作者： 王彦红     孙文清     贾玉婷     东明     李洪伟   来源： 推进技术 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 超临界   内螺纹管   换热   浮升力   旋流强度   空   油换热器   类气膜温度梯度  

描述： 膜效应，且使旋流强度下降。随着螺纹升角增大，类气膜效应略有削弱和后延，旋流强度显著提高。换热关联式预测偏差普遍位于±10%的误差范围。

S型通道内超临界RP-3航空煤油换热特性研究

作者： 王彦红   李雨健   李洪伟   李素芬   东明   来源： 工程热物理学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： S型通道   强化换热   迪恩涡   3航空煤油   超临界压力   RP  

描述： 为深入理解空–油换热器的主动冷却问题，开展了S型圆管中超临界RP-3航空煤油的换热数值研究。通过管截面温度和流线的分布情况解释了内壁温度、内壁热流密度、换热系数沿流动方向的变化特征。探究了两个弯管段密度、流速和湍动能的分布情况，以揭示离心力对换热的作用机制。通过离心力参数、迪恩数、二次流动能对离心力影响进行了量化评估。结果表明：离心力导致两次壁温和热流周向非均匀分布以及强化换热问题。相比上游弯管段，下游弯管段的离心力作用更强，迪恩涡更显著，二次流动能更大。提高压力、降低热流密度、提高质量流速对离心力影响起到抑制作用。

S型通道内超临界RP-3航空煤油换热特性研究

作者： 王彦红   李雨健   李洪伟   李素芬   东明   来源： 工程热物理学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： S型通道   强化换热   迪恩涡   3航空煤油   超临界压力   RP  

描述： 为深入理解空–油换热器的主动冷却问题，开展了S型圆管中超临界RP-3航空煤油的换热数值研究。通过管截面温度和流线的分布情况解释了内壁温度、内壁热流密度、换热系数沿流动方向的变化特征。探究了两个弯管段密度、流速和湍动能的分布情况，以揭示离心力对换热的作用机制。通过离心力参数、迪恩数、二次流动能对离心力影响进行了量化评估。结果表明：离心力导致两次壁温和热流周向非均匀分布以及强化换热问题。相比上游弯管段，下游弯管段的离心力作用更强，迪恩涡更显著，二次流动能更大。提高压力、降低热流密度、提高质量流速对离心力影响起到抑制作用。

超临界压力航空燃料热声不稳定流动实验研究

作者： 王彦红   李素芬   来源： 工程热物理学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   热声不稳定   边界预测   发展过程   超临界压力  

描述： 对竖直圆管内超临界压力航空煤油的热声不稳定流动进行了实验研究。考察了不稳定流动工况壁温的振荡特征和发展过程,分析了运行参数对不稳定流动的影响机制,获得了不稳定流动的边界,实现了临界热流密度的预测,弥补了对其发展过程和边界预测研究的不足。结果表明:高热流密度下通道内煤油依次经历三种拟沸腾流动不稳定过程.振荡声响分为三类,基本处于低频范围。根据临界热流密度随质量流量、进口温度和进口压力的变化规律,通过无量纲化建立了不稳定流动的起始预测准则。

超临界压力航空燃料热声不稳定流动实验研究

作者： 王彦红   李素芬   来源： 工程热物理学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   热声不稳定   边界预测   发展过程   超临界压力  

描述： 对竖直圆管内超临界压力航空煤油的热声不稳定流动进行了实验研究。考察了不稳定流动工况壁温的振荡特征和发展过程,分析了运行参数对不稳定流动的影响机制,获得了不稳定流动的边界,实现了临界热流密度的预测,弥补了对其发展过程和边界预测研究的不足。结果表明:高热流密度下通道内煤油依次经历三种拟沸腾流动不稳定过程.振荡声响分为三类,基本处于低频范围。根据临界热流密度随质量流量、进口温度和进口压力的变化规律,通过无量纲化建立了不稳定流动的起始预测准则。

超临界压力下航空煤油热声振荡的特性和预测

作者： 王彦红   李素芬   来源： 化工学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   不稳定性   边界   预测   传热   超临界流体  

描述： 对竖直上升圆管内超临界压力航空煤油的热声振荡型流动不稳定开展了实验研究。基于边界层理论揭示了热声振荡的形成机理和发展过程,阐述了运行参数对热声振荡边界的影响机制,通过进口拟过冷度和出口拟相变数建立了热声振荡边界的预测准则,解决了热声振荡的终态换热预测问题。结果表明:热物性剧烈波动使稳定的流动边界层和热边界层遭到破坏,引发了强化换热的热声振荡型不稳定流动现象。热声振荡临界热流密度随着质量流速和进口温度提高均增加。高压力下流体热物性变化平缓,流动稳定性增强,更难出现热声振荡现象。热声振荡临界出口拟相变数随着进口拟过冷度增加近似线性下降,从而为避免不稳定流动现象提供了判别依据。

超临界压力下航空煤油热声振荡的特性和预测

作者： 王彦红   李素芬   来源： 化工学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   不稳定性   边界   预测   传热   超临界流体  

描述： 对竖直上升圆管内超临界压力航空煤油的热声振荡型流动不稳定开展了实验研究。基于边界层理论揭示了热声振荡的形成机理和发展过程,阐述了运行参数对热声振荡边界的影响机制,通过进口拟过冷度和出口拟相变数建立了热声振荡边界的预测准则,解决了热声振荡的终态换热预测问题。结果表明:热物性剧烈波动使稳定的流动边界层和热边界层遭到破坏,引发了强化换热的热声振荡型不稳定流动现象。热声振荡临界热流密度随着质量流速和进口温度提高均增加。高压力下流体热物性变化平缓,流动稳定性增强,更难出现热声振荡现象。热声振荡临界出口拟相变数随着进口拟过冷度增加近似线性下降,从而为避免不稳定流动现象提供了判别依据。

基于纳米TiO_2添加的新型航空涂料性能研究

作者： 柳迎春   李洪伟   谢镇波   来源： 装备环境工程 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 氯醚树脂   改性   低表面能   金红石型纳米TiO_2  

描述： 目的解决纳米TiO_2在涂料中的团聚问题,同时实现增强涂层防腐蚀、疏水性能和耐紫外老化性能。方法以氯醚树脂为航空涂料的主要成膜物质,以经氟硅烷改性后的金红石型纳米TiO_2颗粒为主要吸光剂和疏水剂,配合其他合适填料和颜料制备一种新型航空涂料,通过拉拔法、硬度测试法、电化学极化曲线法、接触角测试法和人工紫外加速老化等测试手段分别对涂层的力学性能、电化学性能、疏水性能和耐紫外老化性能进行研究。结果改性后的金红石型纳米TiO_2颗粒的分散性及与氯醚树脂的相容性得到改善。当添加量为2%~3%时,涂层腐蚀防护性能、表面疏水性、耐紫外老化性能达到最佳,附着力、硬度等力学性能达到航空涂料的基本使用要求。结论该涂料有效地解决了纳米TiO_2在涂料中的团聚问题,提高了涂层的防腐蚀、疏水性能和耐紫外老化性能。