超临界态航天煤油管内对流换热特性研究

摘要

燃料再生冷却是最好的航天发动机热防护方法之一,但航天发动机工作时煤油会处于超临界态,其对流换热特性会显著改变,甚至出现传热恶化.为了探究航天煤油在超临界态下对流换热特性,本研究使用Ansys Fluent软件以超临界状态下小管径圆管内RP-3煤油为研究对象,围绕圆管管径、壁面热流密度、煤油质量流率、出口压力等因素对煤油在小管径圆管内对流换热特性的影响进行分析,通过结果对影响机理进行阐述.此外,本研究还设置分组对照的边界条件,对临界态煤油管内流动发生的传热恶化现象进行模拟,并分析了传热恶化的产生机理,发现传热恶化的发生与煤油热物性在拟临界温度附近剧烈的变化有关.