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低流阻火箭煤油的超临界压力流动与换热特性

【作者】 张赞坚 刘朝晖 潘辉 陈彦伯 毕勤成

【关键词】 火箭煤油 减阻剂 超临界 流阻 换热弱化

摘要】为探索超临界压力下减阻剂对高温火箭煤油的减阻效果,在压力为15 MPa、质量流速为17 000~50 000 kg·m-2·s-1(对应常温流速约20~60 m·s-1)、流体温度从常温至360℃和热流密度为2.5~30 MW· m-2的试验条件下,对火箭煤油和添加减阻剂的低流阻火箭煤油在直径2 mm×0.5 mm的高温合金钢管内的流动与换热特性进行了研究.研究发现:在本文研究条件下,煤油传热机理为超临界压力单相类液态强制对流换热;减阻荆对火箭煤油的减阻效果明显,减阻率最高可达60%;随着流体温度升高,雷诺数增大,减阻剂的减阻效果降低,减阻率最低下降至约20%;添加减阻剂后,煤油传热性能显著弱化,但高雷诺数下减阻煤油的换热性能基本维持不变,减阻煤油与火箭煤油的努塞尔数之比约为0.5;雷诺数小于63 000时减阻效果大于传热弱化效果,大于63 000时结果相反.

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