【摘 要】
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紧凑型微小通道预冷换热器是预冷型组合循环发动机的核心部件,其结构设计对换热器工作性能有重要影响。本文开展了具有强化换热作用的异型微小通道流动换热特性及管束换热器
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紧凑型微小通道预冷换热器是预冷型组合循环发动机的核心部件,其结构设计对换热器工作性能有重要影响。本文开展了具有强化换热作用的异型微小通道流动换热特性及管束换热器空气预冷特性试验研究,为预冷换热器结构优化设计提供理论和数据支撑。搭建了微小通道多相流传热试验系统。首先,研究了大截面宽高比的扭转异型微小通道单相流动与换热特性。试验表明,扭转的通道构型使单相流动压降变大,且在较低雷诺数下便发生层流-湍流的转涙。在此基础上,发展了适用于扭转异型微小通道单相流动摩擦因子和平均努赛尔数的关联式。其次,分析了异型微小通道气液两相流动的压降特性。研究发现,在较大质量流率下,扭转的通道构型使气液两相平均总压降变大。通道总压降主要出现了低频高幅和高幅低频两类振荡。研究了热流密度、质量流率、通道内径和构型对异型微小通道流动沸腾换热特性的影响,定量评估了扭转的通道构型的强化换热效果,并发展了适用于扭转异型微小通道的流动沸腾换热关联式。最后,基于3D打印技术,设计并加工了大宽高比椭圆横截面异型微小通道管束换热器,开展了不同工况下空气预冷试验研究,探究了异型微小通道管束换热器的空气冷却换热特性。
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