液氧甲烷发动机台阶型冷却通道的耦合传热特性

摘要：

为了研究液氧甲烷发动机再生冷却通道中跨临界甲烷的流动和传热特性,以及冷却通道较大幅度的突扩突缩对冷却效果的影响,采用整场直接耦合的方法对推力室三维耦合传热进行了数值模拟,考虑了燃气的非平衡流动.通过计算得到了推力室三维温度场和流场.计算结果表明:由于喉部截面附近存在较强的二次流,燃气侧壁面温度的最大值出现在喉部上游.由于突扩突缩处存在较强的旋涡运动,冷却剂的湍流强度增强,冷却剂侧表面传热系数显著提高,燃气侧壁面温度出现局部极小值,同时也产生了较大的局部损失.由于铜内衬热阻比镍外套热阻小得多,从燃烧室进入的大部分热量在冷却通道底面和侧面被冷却剂吸收.冷却通道底面的温度和热流密度沿程变化比顶面更剧烈.

关键词：甲烷、再生冷却、突扩突缩、耦合传热、非平衡流、旋涡、二次流

所属期刊栏目：31

分类号：V434.14(推进系统（发动机、推进器）)

在线出版日期：2017-03-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2972-2978