周向非均匀加热水平圆管内超临界正癸烷换热特性

• 作者: 王彦红 陆英楠 李素芬 东明
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 超临界流体 正癸烷 传热 浮升力 二次流 预测
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 1342-1353
• 页数: 11页
• 分类号: V231.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200377

摘要

针对超燃冲压发动机再生冷却热防护问题，开展了顶部加热和底部加热水平圆管内超临界压力正癸烷换热的模拟研究。探究了两种加热模式下的换热特征和换热差别，阐述了通道外表面热通量、质量流速、运行压力及通道热导率对换热的影响机制。实现了周向平均换热的预测。结果表明：两种加热模式下的浮升力作用不同，通道内壁面周向呈现了不同的管壁温度和热通量分布情况。顶部加热时随周向角增大传热恶化逐渐减弱，底部加热时二次流更强，周向始终存在传热恶化问题。高温流体拟膜态热阻是传热恶化的原因。采用高热导率通道、增加运行压力、降低热质比可以缩小周向壁温和热通量差别。提出的关联式能合理预测周向平均换热情况，满足热防护设计的工程应用。