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摘要
针对航空换热器的应用，对水平内螺纹管中RP-3航空煤油的超临界换热进行了数值研究，着重考察煤油压力和螺纹升角对换热的影响。基于管截面温度、密度、局部质量流速、流线分布状况，揭示周向非均匀传热恶化的机理。通过类气膜温度梯度和旋流动能的演变以定量表征类气膜程度和旋流强度。提出了适用于周向四个位置努塞尔数预测的换热关联式。结果表明：流动性差的类气膜在冷流体和热壁面之间形成阻隔，导致传热恶化问题。浮升力作用致使流场和温度场出现畸变，类气膜厚度周向不均，产生局部超厚类气膜，对应的传热恶化加剧。厚类气膜区和二次流涡在浮升力和螺纹旋流耦合机制下沿流动方向不断逆时针改变位置。提高煤油压力有利于削弱和延后类气膜效应，且使旋流强度下降。随着螺纹升角增大，类气膜效应略有削弱和后延，旋流强度显著提高。换热关联式预测偏差普遍位于±10%的误差范围。
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