采用數值模擬方法對高溫高壓條件下氫氣在均勻熱流密度加熱的長直圓管道和帶三角凹槽強化圓管內的流動換熱特性進行了研究,模擬中考慮了氫氣的物性隨溫度和壓力的變化,湍流模型采用SST k—ω模型。該模型的分析結果與相關文獻圓形通道內的實驗數據吻合度較高。分析結果表明,氫氣在通道中的流動屬于亞音速湍流,冷卻通道壁面溫度沿軸向先逐漸上升在靠近出口時略微下降;圓管內壁上的三角凹槽作為擾流元對氫氣流動時的強化換熱作用明顯,同時增加了流動阻力;增大槽深、減小凹槽間距和非對稱三角凹槽使得綜合換熱性能降低;內凹型帶三角凹槽強化圓管的強化換熱能力優(yōu)于外凸型。 

【文章來源】：火箭推進. 2020,46(06)

【文章頁數】：10 頁

【部分圖文】：

長直圓管

帶三角凹槽強化圓管

表1 網格無關性驗證Tab.1 Grid independence verification 網格(r×x) 第一層網格高度/高度比 y+的最大值 Tb,total,out/K pstatic,in/MPa ub,out/(m·s-1) 21×1 750 0.005 mm/1.15 5.55 1 446.0 3.87 516.5 28×3 500 0.002 5 mm/1.15 3.10 1 446.0 3.87 516.5 35×7 000 0.000 5 mm/1.15 0.75 1 445.9 3.88 516.6 42×14 000 0.000 25 mm/1.15 0.45 1 445.9 3.88 516.6本文采用Coupled算法進行壓力與速度的耦合求解,采用二階迎風格式進行空間離散。湍流模型采用SST k-ω模型,收斂判定標準為殘差小于10-7,其中能量項殘差小于10-8,同時檢測進出口流量守恒。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3249318