正十烷在加热管道内非稳态流动数值与实验研究
Numerical Study and Experimental on Unsteady Flow of n-decane in Heating Pipes
超燃冲压发动机的燃油供给系统是决定整个发动机性能的主要部件之一,而燃油供给系统的动态特性研究对保证发动机稳定工作至关重要.高温燃油管道中燃料压力、温度的大范围变化发生使得燃油管道内燃料的物性剧烈变化,给燃油供给的与流动换热过程的研究带了很大困难.本文对于高温燃油管道的动态特性研究,展开了以下几个方面的工作:首先利用ICEM软件建立用于研究的高温燃油管道模型,编写了正十烷物性、入口质量流量、壁面热负荷动态变化程序.且将自定义程序导入FLUENT计算平台用于计算,并进行了网格无关性性验证.利用文献实验数据对计算方法进行了验证,得到了较好的计算结果.在现有的超燃冲压发动机100g/s高温燃油实验台上,进行了管道壁面热负荷变化和入口流量扰动实验.得到了其总体实验数据与出口油温、压力等变化曲线.由于煤油的组分十分复杂给研究带来了不小困难,为了进一步研究燃油供给过程中的动态特性,选取了煤油的主要成分正十烷作为研究对象.利用数值模拟,分别对管道入口质量流量变化与壁面热负荷变化两类调节过程进行计算.研究了压力相同不同入口质量流量扰动,对管内与出口流体的影响.进一步研究了入口质量流量扰动相同压力变化对管内流体换热过程的影响.最后研究了热负荷加载过程相同条件下压力变化对管内流体的影响;以及压力相同条件不同热负荷变化方式对出口流体物参数的影响;又研究了热负荷变化速率对流体的动态特性影响;最后对热负荷阶跃幅值变化对流体动态特性影响进行了研究.
- 作者：
- 侯宇
- 学位授予单位：
- 中国民航大学
- 专业名称：
- 航空宇航科学与技术
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 田静
- 中图分类号：
- V235.21
- 关键词：
- 超临界高温燃油管道；动态特性；流动换热；振荡；正十烷
- Supercritical high temperature fuel pipeline; dynamic characteristics; flow heat transfer; oscillation; n-decane;