预冷发动机氢氦PCHE通道换热与热应力数值分析 |
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引用本文: | 王彦红李雨健贾玉婷李洪伟.预冷发动机氢氦PCHE通道换热与热应力数值分析[J].火箭推进,2023(6):63-72. |
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作者姓名: | 王彦红李雨健贾玉婷李洪伟 |
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作者单位: | 1.东北电力大学能源与动力工程学院132012; |
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基金项目: | 国家自然科学基金(52106196);吉林省教育厅科技项目(JJKH20220100KJ)。 |
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摘 要: | 基于高超声速预冷发动机闭式氦布雷顿循环中印刷电路板换热器(PCHE)的应用,对PCHE氢氦通道的热固耦合特性进行了数值研究,着重阐述了热侧氦参数对换热的影响机制。探究了热侧壁温和换热系数的变化特征及其对冷侧换热的影响。考察了通道截面温度和湍动能的分布情况。通过熵产和综合换热系数评价了PCHE通道的性能,进行了通道热应力分析,建立了热侧和冷侧换热关联式(误差在±15以内)。结果表明:热侧压力对换热仅有微弱影响;热侧流量提高对热侧和冷侧换热均有增强作用。热侧进口温度下降导致热侧和冷侧换热减弱;热侧进口温度提高造成通道熵产显著增加,热侧流量增加造成通道熵产显著减小;高热应力出现在冷热流道之间和壁面两侧,局部最大热应力达到25 MPa。
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关 键 词: | 氢氦换热器 超临界压力 换热 热应力 熵产 |
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