【摘要】：本文通過實驗研究及數(shù)值模擬的方法分別研究了豎直圓管內(nèi)超臨界壓力航空煤油RP-3的流動不穩(wěn)定性及傳熱特性。本文在進行不穩(wěn)定性流動實驗之前,給出一種13組分替代模型用于計算RP-3的熱物性。實驗段管內(nèi)徑為2 mm,實驗段內(nèi)流體位于層流及過渡區(qū)。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)兩種不同的不穩(wěn)定流動,第一種不穩(wěn)定流動出現(xiàn)時伴隨著傳熱強化現(xiàn)象,此時的內(nèi)壁溫接近擬臨界溫度,這種情況下,流動不穩(wěn)定性由擬沸騰機理產(chǎn)生;另一種不穩(wěn)定流動在流體出口溫度接近擬臨界溫度時發(fā)生,此時不穩(wěn)定流動的產(chǎn)生主要由RP-3在流動方向上的密度變化產(chǎn)生的壓力波引起。實驗還研究了入口壓力、壁面熱流密度及入口雷諾數(shù)對流動不穩(wěn)定性的影響,升高入口壓力及壁面熱流密度能夠有效地減弱流動不穩(wěn)定性;入口雷諾數(shù)對不穩(wěn)定流動的影響較為復(fù)雜,升高入口雷諾數(shù)的過程中出現(xiàn)了上述兩種類型的不穩(wěn)定流動。通過實驗數(shù)據(jù)還得到了流動的穩(wěn)定邊界以及不穩(wěn)定流動發(fā)生后的對流傳熱關(guān)系式,分別用于定量預(yù)測不穩(wěn)定流動是否能夠出現(xiàn)及不穩(wěn)定流動出現(xiàn)后管內(nèi)的對流傳熱情況。本文還采用數(shù)值模擬的方法對豎直圓管內(nèi)超臨界壓力航空煤油RP-3的對流傳熱特性進行研究,主要分析了入口壓力、質(zhì)量流量、熱流密度及入口溫度對對流傳熱的影響,升高入口壓力,傳熱系數(shù)降低,不利于對流傳熱;升高質(zhì)量流量或入口溫度有助于對流傳熱,而熱流密度對對流換熱的影響較為復(fù)雜,當(dāng)熱流密度較低時,熱流密度對對流換熱過程幾乎沒有影響,當(dāng)熱流密度較高時,隨著熱流密度的增加,努塞爾數(shù)增加,對流換熱得到強化。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V231

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本文編號：2698331