超燃沖壓發(fā)動機由于工作環(huán)境苛刻,其表面熱負(fù)荷較高且分布不均勻,存在嚴(yán)重的熱障現(xiàn)象。目前基于碳?xì)浠衔餅槔鋮s工質(zhì)的再生冷卻主動熱防護結(jié)構(gòu)是解決該問題的有效方案之一且被廣泛開展研究。由于在多通道的再生冷卻結(jié)構(gòu)中,流體自身的流量分配以及流動穩(wěn)定性將直接影響到冷卻工質(zhì)在小通道內(nèi)的換熱過程和效率。而且水動力學(xué)多值特性是流體流動過程中發(fā)生靜態(tài)不穩(wěn)定性的必要條件,因此開展小通道內(nèi)流體的水動力學(xué)特性研究對于再生冷卻主動熱防護結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要意義。由于燃料在再生冷卻結(jié)構(gòu)中的流動狀態(tài)處于超臨界壓力,而目前學(xué)者們對于超臨界流體的水動力學(xué)多值特性的存在性仍存在很大分歧。本文以此為研究切入點,通過分析模型和實驗研究兩種方式,以環(huán)己烷為研究對象,對其在超臨界條件下水平管內(nèi)的水動力學(xué)特性展開研究。首先,建立了水平管內(nèi)超臨界流體的水動力學(xué)特性分析模型,證實了超臨界流體水動力學(xué)多值特性的存在性及存在條件;然后,為了驗證分析模型定性分析結(jié)果的正確性,開展了對跨臨界壓力環(huán)己烷水平管內(nèi)的水動力學(xué)特性實驗研究。實驗研究表明:超臨界流體存在水動力學(xué)多值特性是由于擬臨界區(qū)密度的急劇變化造成的;增大系統(tǒng)壓力和入口溫度、減小熱流密度可...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外文獻綜述
        1.2.1 靜態(tài)不穩(wěn)定性研究
        1.2.2 水動力學(xué)特性研究
        1.2.3 流動不穩(wěn)定起始點研究
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
2 水平管內(nèi)超臨界流體水動力學(xué)特性分析模型
    2.1 模型建立及假設(shè)
    2.2 模型數(shù)學(xué)推導(dǎo)
    2.3 模型結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
3 實驗系統(tǒng)和方法
    3.1 實驗系統(tǒng)及測試設(shè)備
        3.1.1 實驗系統(tǒng)
        3.1.2 實驗測試設(shè)備
    3.2 實驗方法
    3.3 實驗數(shù)據(jù)采集與處理
        3.3.1 數(shù)據(jù)采集
        3.3.2 數(shù)據(jù)處理
        3.3.3 不確定度分析
    3.4 本章小結(jié)
4 固定管長和管徑下的水動力學(xué)特性實驗研究
    4.1 水動力學(xué)特性的影響因素
        4.1.1 系統(tǒng)壓力對水動力學(xué)特性的影響
        4.1.2 入口溫度對水動力學(xué)特性的影響
        4.1.3 熱流密度對水動力學(xué)特性的影響
    4.2 水動力學(xué)特性的負(fù)斜率區(qū)邊界
    4.3 本章小結(jié)
5 改變管長和管徑下的水動力學(xué)特性實驗研究
    5.1 管路的幾何因素對水動力學(xué)特性的影響
        5.1.1 管長對水動力學(xué)特性的影響
        5.1.2 管徑對水動力學(xué)特性的影響
    5.2 流動不穩(wěn)定起始點無量綱公式
        5.2.1 已有關(guān)聯(lián)式對比
        5.2.2 無量綱熱量對流動不穩(wěn)定起始點的影響
        5.2.3 管長徑比對流動不穩(wěn)定起始點的影響
        5.2.4 超臨界條件下流動不穩(wěn)定起始點預(yù)測公式
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄 主要符號的說明
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3854283