【摘要】：本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(dòng)不穩(wěn)定性及傳熱特性。本文在進(jìn)行不穩(wěn)定性流動(dòng)實(shí)驗(yàn)之前,給出一種13組分替代模型用于計(jì)算RP-3的熱物性。實(shí)驗(yàn)段管內(nèi)徑為2 mm,實(shí)驗(yàn)段內(nèi)流體位于層流及過(guò)渡區(qū)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)兩種不同的不穩(wěn)定流動(dòng),第一種不穩(wěn)定流動(dòng)出現(xiàn)時(shí)伴隨著傳熱強(qiáng)化現(xiàn)象,此時(shí)的內(nèi)壁溫接近擬臨界溫度,這種情況下,流動(dòng)不穩(wěn)定性由擬沸騰機(jī)理產(chǎn)生;另一種不穩(wěn)定流動(dòng)在流體出口溫度接近擬臨界溫度時(shí)發(fā)生,此時(shí)不穩(wěn)定流動(dòng)的產(chǎn)生主要由RP-3在流動(dòng)方向上的密度變化產(chǎn)生的壓力波引起。實(shí)驗(yàn)還研究了入口壓力、壁面熱流密度及入口雷諾數(shù)對(duì)流動(dòng)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(dòng)不穩(wěn)定性;入口雷諾數(shù)對(duì)不穩(wěn)定流動(dòng)的影響較為復(fù)雜,升高入口雷諾數(shù)的過(guò)程中出現(xiàn)了上述兩種類(lèi)型的不穩(wěn)定流動(dòng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還得到了流動(dòng)的穩(wěn)定邊界以及不穩(wěn)定流動(dòng)發(fā)生后的對(duì)流傳熱關(guān)系式,分別用于定量預(yù)測(cè)不穩(wěn)定流動(dòng)是否能夠出現(xiàn)及不穩(wěn)定流動(dòng)出現(xiàn)后管內(nèi)的對(duì)流傳熱情況。本文還采用數(shù)值模擬的方法對(duì)豎直圓管內(nèi)超臨界壓力航空煤油RP-3的對(duì)流傳熱特性進(jìn)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(duì)對(duì)流傳熱的影響,升高入口壓力,傳熱系數(shù)降低,不利于對(duì)流傳熱;升高質(zhì)量流量或入口溫度有助于對(duì)流傳熱,而熱流密度對(duì)對(duì)流換熱的影響較為復(fù)雜,當(dāng)熱流密度較低時(shí),熱流密度對(duì)對(duì)流換熱過(guò)程幾乎沒(méi)有影響,當(dāng)熱流密度較高時(shí),隨著熱流密度的增加,努塞爾數(shù)增加,對(duì)流換熱得到強(qiáng)化。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：V231

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本文編號(hào)：2698331