超临界压力碳氢燃料在AM通道中流动传热实验

作者：蔡磊; 韩怀志^*; 于瑞天; 罗文

来源：北京航空航天大学学报, 2023, 1-15.

DOI：10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0120

• 粗糙度
• 增材制造
• 流动阻力
• 换热特性

针对超临界压力正癸烷在增材制造(AM)粗糙通道与机械加工光滑通道中的流动和传热性能差异进行了对比实验研究。采用粗糙度仪获得AM通道和光滑通道的表面平均粗糙度分别为11 μm和 3 μm。考察不同系统压力(3 MPa、5 MPa和7 MPa)和壁面热流密度(0.29 MW/m2、0.32 MW/m2和0.35 MW/m2)工况条件下，两种通道摩阻系数(f)和努塞尔特数(Nu)在不同流量下的变化规律。结果表明：在选定的流量范围内，AM通道的f和Nu皆大于光滑通道，AM通道的f是光滑通道的2.8～3.5倍，Nu数是光滑通道的1.7～2.3倍；增大系统压力会使AM通道的f降低，但却使光滑通道增加，而Nu在AM和光滑通道皆降低；随着壁面热流密度增加，AM通道的f和Nu皆降低，而光滑通道皆增加；粗糙通道具有很好的综合传热性能，并且在小流量时效果更好，其综合传热系数为1.2～1.5；提出了超临界碳氢燃料在增材制造通道中努塞尔特数和摩阻系数的关联式。

• 单位
  四川大学