基于超临界RP_3流动换热系统的RP_3对流换热规律试验研究.pdf

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1、2009年第35卷第5期Vol.35No.5Oct.2009基于超临界RP-3流动换热系统的RP-3对流换热规律试验研究苏航，邓宏武，丁水汀(北京航空航天大学能源与动力工程学院,北京100191)摘要:开发了超临界RP-3流动换热试验系统。采用该试验系统分析了RP-3在φ2.2mm×0.2mm的不锈钢管中竖直向上和向下流动的换热规律；对其物理特性参数，采用广义对应状态法，结合试验结果给出。试验结果表明：浮升力和热加速的影响可以忽略不计，向上和向下流动对换热没有显著影响。对试验数据与采用2种经验公式所得的计算结果进行了比较，结果表明吻合情况较好。关键词：超临界；RP-3；对流换热；试验Ex

2、perimentalInvestigationofRP-3ConvectiveRecuperationLawBasedonSupercriticalRP-3FlowRecuperationSystemSUHang,DENGHong-wu,DINGShui-ting苏航(1984),男,硕士,研究方向为(SchoolofJetPropulsion,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,超临界RP-3流动换热机理。Beijing100083,China)基金项目:国家自然科学基金Abstract:Theexperimentalsystem

3、ofsupercriticalRP-3flowrecuperationwas(50676005)资助developed.TherecuperationlawoftheverticalupanddownRP-3flowinthe准2.2mm×收稿日期：2009-05-110.2mmstainlesssteelpipewasanalyzedbyusingtheexperimentalsystem.Thephysicalcharacteristicsparameterswereobtainedbyadoptingtheextendedcorrespondingstateand1引言combin

4、ingthetestresults.Theresultsshowthattheeffectofthebuoyancyliftandtheheataccelerationcanbeneglectedandtheflowupandtheflowdownhavenosignificant随着航空发动机增压比和涡influenceontheheattransfer.Theexperimentaldatacomparedwiththecalculationresults轮前温度的日益提高，涡轮部件usingtwoempiricalformulas.Theresultsindicatethatthe

5、experimentaldataisconsistent的冷却问题日益突出，常规冷却withthecalculationresultsbetter.技术面临很大挑战，而发展新材Keywords:supercritical;RP-3;convectiverecuperation;experiment料和高温部件内冷技术在短期内无法满足冷却需求。因此，提出了得对RP-3传热机理的研究有一动方向发生变化时，壁面边界层航空发动机冷却空气预先冷却定困难；此外，在超临界压力下，流动加剧，弯曲管路处的换热系（CoolCoolingAir，以下简称CCA）航空煤油的流动会出现不稳定现数明显提高；文献【2

6、～4】分别针的解决方案。具备高热沉的航空象，也对传热研究产生影响。对美国JP系列航空燃料，给出了煤油可以用来作为CCA的冷源；国外对碳氢燃料超临界状态在不同条件下的管内换热经验公但由于在高温、高压的情况下，航的换热和流动特性的研究已经比式。但是，JP系列航空燃料与空煤油的物性参数剧烈变化，使较成熟。文献【1】指出，在管路流RP-3的物理特性差别较大，文献苏航等：基于超临界RP-3流动换热系统的RP-3对流换热规律试验研究52/53给出的结论是否对RP-3适用还量，用科里奥利流量计测量（精度管壁向低温段传递，经计算得知，有待验证。国内对航空燃料的流为±0.5%）；用绝对压力传感器和轴向传递

7、造成的热损失可以忽略动与换热特性的研究很少。西安差压传感器（精度均为±0.15%），不计；另一部分通过辐射和保温交通大学的研究表明，在试验段分别对管路压力和试验段进、出材料导热，向外界环境散热。以热壁温升高到拟临界温度后有传热口压力差进行动态监测；对电压损失试验来测定散热损失，具体强化现象发生，在极高热负荷下和电流值，用数字化的电压表和方法是：在不通油的情况下通电[5]会发生第2次传热强化。但是，电流表（精度均为0.1%）测量。对加