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考虑煤油裂解效应的超声速燃烧室再生冷却过程分析  
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【英文篇名】 A Coupled Heat Transfer Analysis with Effects of Catalytic Cracking of Kerosene for Actively Cooled Supersonic Combustor
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【作者】 王曦; 仲峰泉; 陈立红; 张新宇;
【英文作者】 WANG Xi; ZHONG Feng-quan; CHEN Li-hong; ZHANG Xin-yu(State Key Laboratory of High Temperature Gas Dynamics/Institute of Mechanics; Chinese Academy of Sciences; Beijing 100190; China);
【作者单位】 中国科学院力学研究所/高温气体动力学国家重点实验室;
【文献出处】 推进技术 , Journal of Propulsion Technology, 编辑部邮箱 2013年 01期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 超声速燃烧室; 耦合传热; 再生冷却; 超临界态; 催化裂解;
【英文关键词】 Supersonic combustor; Coupled heat transfer; Regenerative cooling; Supercritical state; Catalytic cracking;
【摘要】 为了分析宽马赫数飞行条件下超声速燃烧室再生冷却性能以及考虑燃料高温裂解效应对冷却的影响,发展了具有一定通用性的超声速燃烧室再生冷却系统气-固-液传热分析模型,对燃烧室内流、冷却剂流动以及冷却结构进行了气-固-液传热耦合计算。燃烧室内流计算模型无需实验测量的静压数据以及总温/释热分布假设,通过直接求解质量、动量、能量守恒微分方程并结合燃料混合及燃烧模型来获得内流参数分布。同时对燃烧室壁面传热进行了计算,将冷却结构内冷却剂的流动、换热与燃烧室内流耦合,并且着重考虑了煤油作为冷却剂,其物态随温度、压力变化以及高温时出现的热/催化裂解吸热化学反应。基于实验数据发展了煤油热/催化裂解总包反应模型,对煤油热裂解和催化裂解两种过程的化学吸热性能进行了对比,研究了热/催化裂解效应对再生冷却的影响。
【英文摘要】 In order to establish assessment and optimization method of combustor regenerative cooling system,one-dimensional heat transfer analysis coupling the supersonic combustor flow,the coolant flow and the cooling wall was developed.Without pressure data obtained from experiments and assumption for the distribution of total temperature and heat release,the flow properties of the combustor were obtained by directly solving the mass,momentum and energy differential equations with fuel mixing and reaction modeling....
【基金】 国家自然科学基金(10902115;11172309)
【更新日期】 2013-03-05
【分类号】 V430
【正文快照】 1引言超燃冲压发动机热防护是高超声速飞行器研究中的关键问题之一。高马赫数飞行时(如Ma≥6),由于发动机燃烧室燃气高总温与壁面高热流等特点,需要对燃烧室结构进行主动冷却。目前,以机载燃料作为冷却剂的再生冷却技术是国际上公认的有效冷却方式之一[1]。再生冷却过程大致为:

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