太阳能热气流系统内传热与流动的实验模拟

构建了小尺寸太阳能热气流发电的实验模型,测定了系统的温度随时间和空间的分布,测定了烟囱内的速度随时间的变化关系.实验结果表明:集热棚内温度分布和季节对系统传热与流动特性的影响符合理论分析结果,而由于烟囱较薄,散热较高,在烟囱内的温度降低显著.     

奥氏体不锈钢低温热导率计算方法及验证

不锈钢在低温系统中应用广泛,但各种牌号的不锈钢材料在低温区间的热导率测试数据却很少。文献推荐的计算纯铁低温热导率的经验公式并不适用于不锈钢。在文献公式的基础上,提出了一种针对奥氏体不锈钢材料的低温热导率计算方法,可基于4K~20K温度区间内电阻率或热导率的单点测试数据,估算4K~300K温度区间的热导率,也可根据室温电阻率或热导率的测试数据,但计算精度比前者略低。计算方法通过了美标304、316、317、321牌号不锈钢实测数据的验证。基于该计算方法建立了奥氏体不锈钢低温热导率计算程序,估算了国产牌号1Cr18Ni9Ti不锈钢4~300K温度区间的热导率,并与文献中的测试数据进行了对比验证,相对计算误差能够满足工程设计需要。     

液体火箭推力室面板发汗冷却与燃烧耦合数值模拟

对推力室的喷嘴多孔面板的发汗冷却和燃烧室内的燃料燃烧过程进行了耦合数值计算,建立了一个带燃烧的三维、真实气体、变物性的推力室CFD计算模型。利用UDF编写了CH₄、O₂、CO₂、H₂O气体的实际气体状态方程,并根据NIST物性数据拟合了不同温度和压力下各气体的比热容、扩散系数、黏性系数和导热系数等物性多项式。基于EDC模型建立了甲烷-氧燃烧的多步反应机理。计算了三种厚度的面板和多种燃料进口工况下的推力室内的发汗冷却和燃烧过程,研究了面板厚度、冷却剂进出条件等因素对发汗冷却和燃烧过程的影响规律。     

激波对超音速平板发汗冷却的影响

本文分析了激波影响下,不同激波强度,冷却气体和注入率对发汗冷却效果的影响。马赫数3的超音速主流遇到流道内的楔形激波发生器产生斜激波入射到多孔平板表面。楔块楔角φ分别为0°、4°、8°、12°模拟不同的入射激波强度,冷却介质分别为空气、甲烷与氢气。计算结果表明,激波使多孔区域出口表面静压上升,冷却流体流出受阻而破坏冷却效果,且冷却效率随激波强度增强而下降,随冷却气体分子量增大,冷却效率下降幅度减小;但在激波强度较强时,激波在多孔表面形成逆压梯度,迫使冷却流体流向入射点上游区域而使该区域冷却效果得到恢复。提高冷却剂注入率可以减弱激波对冷却效率的破坏作用,但使壁面温度不均匀性增加。