竖直上升通道RP-3航空煤油不稳定流动换热特性及临界准则

作者： 王彦红   陆英楠   李素芬   来源： 工程热物理学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 临界准则   传热   超临界流体   不稳定流动   3航空煤油   RP  

描述： 针对空–油换热器的冷却换热问题，对竖直上升圆管内超临界压力RP-3航空煤油的不稳定流动换热开展了实验研究。探究了由稳定流动换热向不稳定流动换热的过渡过程，考察了测量参数的振荡特性和机理，阐述了质量流量、进口压力、进口温度对壁温振荡和不稳定边界的影响。提出了两个无量纲参数，建立了不稳定边界预测准则。结果表明：通道施加高热流密度时，边界层对热流的动态响应转化为不稳定振荡，出现不稳定流动换热问题。随着压力提高，边界层内密度梯度减小，高热流密度时边界层稳定性增强，不稳定流动换热的临界热流密度增大。提出的预测准则能合理反映不稳定流动换热的临界热流密度，满足空–油换热器设计的工程需求。

竖直上升通道RP-3航空煤油不稳定流动换热特性及临界准则

作者： 王彦红   陆英楠   李素芬   来源： 工程热物理学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 临界准则   传热   超临界流体   不稳定流动   3航空煤油   RP  

描述： 针对空–油换热器的冷却换热问题，对竖直上升圆管内超临界压力RP-3航空煤油的不稳定流动换热开展了实验研究。探究了由稳定流动换热向不稳定流动换热的过渡过程，考察了测量参数的振荡特性和机理，阐述了质量流量、进口压力、进口温度对壁温振荡和不稳定边界的影响。提出了两个无量纲参数，建立了不稳定边界预测准则。结果表明：通道施加高热流密度时，边界层对热流的动态响应转化为不稳定振荡，出现不稳定流动换热问题。随着压力提高，边界层内密度梯度减小，高热流密度时边界层稳定性增强，不稳定流动换热的临界热流密度增大。提出的预测准则能合理反映不稳定流动换热的临界热流密度，满足空–油换热器设计的工程需求。

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。

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。