碳?xì)淙剂蠁蝹?cè)受熱試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)搭建及換熱特性研究.pdf

1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文碳?xì)淙剂蠁蝹?cè)受熱試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)搭建及換熱特性研究專業(yè)：建筑與土木工程碩士生：王帥指導(dǎo)教師：郭亞軍副教授摘要熱管理問(wèn)題一直是制約著高超聲速飛行器發(fā)展與創(chuàng)新的主要因素，也是國(guó)內(nèi)外航空領(lǐng)域科學(xué)家關(guān)注的重點(diǎn)。目前最具有發(fā)展前景的是主動(dòng)熱防護(hù)方案中的再生主動(dòng)冷卻技術(shù)，因其使用飛行器自身攜帶的碳?xì)淙剂献鳛槔鋮s劑，一方面避免了額外攜帶冷卻劑造成的占用飛行器體積、增大起飛重量等缺點(diǎn)，另一方面經(jīng)過(guò)冷卻通道吸熱的燃料在燃燒室燃燒時(shí)

2、又會(huì)將這一部分熱量釋放出來(lái)，提高了能量利用效率，因此發(fā)展最為迅速。本文正是以碳?xì)淙剂现鲃?dòng)冷卻技術(shù)為研究背景，在傳統(tǒng)碳?xì)淙剂想娂訜釋?shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，采用電加熱與導(dǎo)熱加熱結(jié)合的單側(cè)加熱方式。首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇了一種性能較好的絕緣導(dǎo)熱材料ZrO2，通過(guò)等離子噴涂技術(shù)按設(shè)計(jì)噴涂在事先切割好的不銹鋼半剖管上，并在半剖管上加上電極通電加熱，以此作為單側(cè)導(dǎo)熱加熱裝置。由于ZrO2的絕緣導(dǎo)熱作用，試驗(yàn)管道在半剖管內(nèi)僅受到單側(cè)導(dǎo)熱加熱。之后搭建完成碳?xì)淙剂?/p>

3、單側(cè)受熱實(shí)驗(yàn)臺(tái)，并對(duì)克拉瑪依產(chǎn)8220煤油進(jìn)行了一系列加熱實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：流體有效吸熱量隨入口溫度升高呈下降趨勢(shì)，在擬臨界溫度附近有較小的回升，熱效率隨入口溫度升高逐漸下降，最高在60%左右，質(zhì)量流速越大，熱效率越高。相同的質(zhì)量流速下，加熱方向幾乎對(duì)熱效率沒有影響；質(zhì)量流速較低時(shí)，下側(cè)加熱時(shí)管壁溫度要高于右側(cè)加熱，質(zhì)量流速較大時(shí)，不同加熱方向下的管壁溫度隨著流體溫度的升高逐漸趨于一致。針對(duì)碳?xì)淙剂现鲃?dòng)冷卻換熱的單側(cè)加熱實(shí)驗(yàn)方案在國(guó)內(nèi)的研