超临界压力下并联管内碳氢燃料流量分配的研究

摘要

吸热型碳氢燃料不但可用来燃烧给发动机提供推力，而且可以利用其物理热沉（显热和潜热）和化学热沉（碳氢燃料发生化学反应的吸热量）来冷却发动机，是实现高速飞行的理想燃料。碳氢燃料在并联管内加热时，在拟临界点附近，碳氢燃料的物理性质发生较大变化，对并联管的换热特性和流动特性产生影响，引起并联管各管中的流量产生偏差，若偏差过大，可能导致换热管路局部温度飞升，甚至烧毁换热管路。本文以克拉玛依类煤油为工质，实验研究了入口温度，热流密度对并联管路流量分配的影响。实验结果表明，质量流量相同时，入口温度存在一个分界界限，即当入口温度低于拟临界温度时，流量分配的均匀性较好，入口温度高于拟临界温度时，流量分配均匀性较差；在入口温度低于拟临界温度的条件下，入口温度越高对流换热在整体换热过程中所占的比重越小，流量分配的均匀性就越好；当入口温度高于拟临界温度时，流量偏差将随着热流密度的增加进一步增大。