祝银海
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姜培学
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孙纪国
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熊宴斌
工程热物理学报
对推力室的喷嘴多孔面板的发汗冷却和燃烧室内的燃料燃烧过程进行了耦合数值计算，建立了一个带燃烧的三维、真实气体、变物性的推力室CFD计算模型。利用UDF编写了CH4、O2、CO2、H2O气体的实际气体状态方程，并根据NIST物性数据拟合了不同温度和压力下各气体的比热容、扩散系数、黏性系数和导热系数等物性多项式。基于EDC模型建立了甲烷氧燃烧的多步反应机理。计算了三种厚度的面板和多种燃料进口工况下的推力室内的发汗冷却和燃烧过程，研究了面板厚度、冷却剂进出条件等因素对发汗冷却和燃烧过程的影响规律。
关键词:
推力室
,
丝网多孔
,
发汗冷却
,
燃烧
,
数值模拟
金韶山
,
姜培学
,
苏志华
工程热物理学报
本文进行了钝体头锥发汗冷却的实验研究,揭示了注入率、主流温度以及主流Re数对发汗冷却壁温及冷却彭率的影响规律.结果表明:发汗冷却对于绕流钝体这种主流为曲面外流的情况依然能以较低的注入率对壁面进行有效的热防护.头锥驻点壁温较高,发汗冷却效率较低;从驻点至下游段壁温不断降低;冷却效率随主流Re数增加而降低.在接近下游处由于尾迹流与钝体底部的换热导致壁温有所增加.
关键词:
钝体
,
头锥
,
发汗冷却
,
对流换热
,
烧结多孔介质
吴慧英
,
程惠尔
,
牛禄
工程热物理学报
运用有限差分方法对一台设计工况下的层板发汗冷却推力室的壁温特性进行了数值模拟。计算结果表明：壁温相同情况下，发汗冷却推力室承受的燃气温度可比膜冷却方式提高约1000; 燃气温度相同时，发汗冷却推力室的壁温较非发汗冷却降低约50%; 层板室壁温度梯度集中在燃气侧; m1/2越大，层板室壁内部换热效率越高，层板内壁温度越低，内、外壁温差越大。
关键词:
层板推力室
,
发汗冷却
,
壁温
,
数值计算
吴晓敏
,
莫少嘉
,
胡珊
,
姜培学
,
王维城
工程热物理学报
以火箭发动机燃烧室相变发汗冷却为背景，对水在流过横截面为50mmxl0mm的铜管中充满直径为0．4mm孔隙率为0．31的不锈钢珠多孔介质时沸腾换热现象进行数值模拟。研究了重力角度、无重力条件下多孔介质的导热系数以及内部缺陷对沸腾换热的影响。结果表明，重力角度、多孔介质导热系数及内部缺陷均影响多孔介质中的沸腾换热：重力与入口流呈0°时角度效应最大，近壁温度随导热系数的减小而降低，内部缺陷导致温度分布改变。
关键词:
发汗冷却
,
流动沸腾
,
孔隙率
,
换热性能
于淼
,
姜培学
工程热物理学报
本文采用局部非热平衡模型对发汗冷却过程中多孔壁面内的换热和流动进行了数值模拟,分析了影响多孔介质内固体骨架与流体的温度及温差分布的因素,研究了这些因素对发汗冷却过程的影响规律.计算结果表明:增大固体骨架的导热系数、增大冷却剂流速或者加强冷端换热有利于提高发汗冷却效率.
关键词:
发汗冷却
,
多孔介质
,
局部非热平衡模型
,
数值模拟
洪长青
,
孟松鹤
,
韩文波
稀有金属材料与工程
采用粉末烧结结合浸渗法制备高体积TiB2含量的双连续81.6%TiB2/(Cu,Ni)复合材料,并利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和物相测定(XRD)对双连续复合材料的微观组织形貌进行了观测,表明复合材料中陶瓷骨架相和金属相在各自空间均形成三维网络结构且界面结合牢靠.用交流等离子电弧加热器对试件表面瞬时加热来考核复合材料的抗热冲击和抗烧蚀行为.结果表明,材料在电弧急剧加热和冷却过程中均没有出现"热裂"现象,烧蚀后材料的微观组织分析表明,金属(Cu,Ni)相在材料烧蚀区-过渡区-基体区存在明显的梯度分布,分析了高温下金属相"发汗冷却"行为和防热机理.
关键词:
双连续TiB2/(Cu,Ni)复合材料
,
发汗冷却
,
热冲击
,
烧蚀
孟丽燕
,
姜培学
,
余磊
,
任泽霈
工程热物理学报
本文采用改进的低Re数k-ε模型-低Re数kθ-εθ模型以及局部非热平衡模型,将主流区和多孔壁面区进行耦合,通过数值模拟研究了发汗冷却过程中的流动与换热问题.计算结果表明:多孔壁面中靠近主流区的部分温度梯度很大;随着冷却剂流量的增大,壁面上的最高温度明显下降;就本文所选取的参数而言,在发汗冷却所用的冷却剂的量占总流量的1%左右时,冷却效果非常明显.
关键词:
发汗冷却
,
紊流
,
局部非热平衡
,
数值模拟
刘元清
,
王扬平
,
姜培学
工程热物理学报
本文通过对发汗冷却的多孔区域进行二维非热平衡数值模拟,研究了多孔介质区域进口处对流换热系数、冷却剂流量局部降低以及多孔介质受热表面热流密度局部增大对青铜、陶瓷两种不同多孔材料的温度场的影响.计算结果表明,冷却剂在进口处与多孔壁面对流换热系数的增大使多孔介质内部趋向于热平衡;热端壁面对流换热系数、冷却剂流量的局部变化对陶瓷多孔壁面在该局部区域的影响要大于青铜多孔壁面,但青铜多孔壁面受影响的区域更大,而冷却剂流量的局部降低对两种材料固体、流体间温差的影响程度基本一致.
关键词:
发汗冷却
,
二维数值模拟
,
非热平衡
,
边界条件
洪长青
,
韩杰才
,
张幸红
,
孟松鹤
,
李金平
稀有金属材料与工程
用粉末烧结结合自发浸渗法制备高体积TiB2含量(～83%)的双连续TiB2/Cu基复合材料.利用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)分析了试验材料烧蚀前后微观组织形貌.用等离子火炬电弧加热器对材料表面瞬时加热来考察复合材料的抗热冲击和抗烧蚀行为.结果表明:材料在电弧加热和冷却过程中没有出现崩裂现象,材料表面也没有裂纹产生,说明该材料具有良好的抗热冲击性能;微观组织分析表明,金属Cu相在材料烧蚀区-过渡区-基体区存在明显的梯度分布,靠近烧蚀区没有检测到金属相的存在,说明在高温下金属起到了"发汗冷却"作用,烧蚀机理为金属相的发汗冷却、化学烧蚀和机械剥蚀.
关键词:
双连续
,
TiB2-Cu复合材料
,
抗烧蚀
,
发汗冷却
余磊
,
姜培学
,
任泽霈
工程热物理学报
本文对水平矩形槽道内湍流对流换热与发汗冷却进行了实验研究和数值模拟.实验结果表明:随着冷却气体流量的增加,发汗冷却壁面温度、局部对流换热系数和Nu数都迅速下降;在注入率为1%时,壁温下降了约40%,对流换热系数降低至50%左右.随着注入率的增大,壁面热流先是增加,在F=0.7%～0.8%左右时达到一个最大值,随后下降.St/St0随着注入率的增大而降低;St/St0的实验值与由已有关联式以及数值计算得到的值基本吻合.
关键词:
发汗冷却
,
湍流
,
实验研究
,
数值模拟
