碳氫燃料單側受熱試驗臺的設計搭建及換熱特性研究.pdf

1、西安建筑科技大學碩士學位論文碳氫燃料單側受熱試驗臺的設計搭建及換熱特性研究專業(yè)：建筑與土木工程碩士生：王帥指導教師：郭亞軍副教授摘要熱管理問題一直是制約著高超聲速飛行器發(fā)展與創(chuàng)新的主要因素，也是國內外航空領域科學家關注的重點。目前最具有發(fā)展前景的是主動熱防護方案中的再生主動冷卻技術，因其使用飛行器自身攜帶的碳氫燃料作為冷卻劑，一方面避免了額外攜帶冷卻劑造成的占用飛行器體積、增大起飛重量等缺點，另一方面經過冷卻通道吸熱的燃料在燃燒室燃燒時

2、又會將這一部分熱量釋放出來，提高了能量利用效率，因此發(fā)展最為迅速。本文正是以碳氫燃料主動冷卻技術為研究背景，在傳統(tǒng)碳氫燃料電加熱實驗平臺的基礎上，采用電加熱與導熱加熱結合的單側加熱方式。首先通過實驗選擇了一種性能較好的絕緣導熱材料ZrO2，通過等離子噴涂技術按設計噴涂在事先切割好的不銹鋼半剖管上，并在半剖管上加上電極通電加熱，以此作為單側導熱加熱裝置。由于ZrO2的絕緣導熱作用，試驗管道在半剖管內僅受到單側導熱加熱。之后搭建完成碳氫燃料

3、單側受熱實驗臺，并對克拉瑪依產8220煤油進行了一系列加熱實驗，結果表明：流體有效吸熱量隨入口溫度升高呈下降趨勢，在擬臨界溫度附近有較小的回升，熱效率隨入口溫度升高逐漸下降，最高在60%左右，質量流速越大，熱效率越高。相同的質量流速下，加熱方向幾乎對熱效率沒有影響；質量流速較低時，下側加熱時管壁溫度要高于右側加熱，質量流速較大時，不同加熱方向下的管壁溫度隨著流體溫度的升高逐漸趨于一致。針對碳氫燃料主動冷卻換熱的單側加熱實驗方案在國內的研