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题名印刷电路板式氦加热器热力设计方法与性能
被引量：1
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作者
张业雷
赵剑
马挺
王秋旺
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机构
西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室
西安航天动力研究所
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出处
《火箭推进》
CAS
2023年第1期36-43,共8页
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基金
国家科技重大专项(J2019-Ⅲ-0021-0065)
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文摘
印刷电路板换热器作为一种新型的微通道换热器,具有紧凑高效、耐温耐压、可模块化等优势,在火箭发动机中具有很好的应用前景,但目前将印刷电路板换热器应用于火箭发动机的研究很少。对火箭发动机氦加热器提出了印刷电路板换热器的设计思路,开发了热力设计程序,并对其进行了数值模拟。结果表明:印刷电路板式氦加热器芯体具有较小的体积和质量,冷热侧温降的模拟值与计算值最大相对误差为1.33%,冷热侧压降的模拟值与计算值之间的最大相对误差为18.51%,证明了所开发的分段热力设计方法用于印刷电路板式氦加热器具有较高的准确性。氦加热器的冷端换热能力最强,热侧流体流动更加剧烈,换热能力更强,但同时也有更大的压降。
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关键词
印刷电路板换热器
氦加热器
热力设计
流动换热特性
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Keywords
printed circuit heat exchanger
helium heater
thermal design
flow and heat transfer characteristics
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分类号
TK124
[动力工程及工程热物理—工程热物理]
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题名组合发动机微细通道氦加热器设计与流动换热
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作者
张敬旋
李光熙
南向谊
马元
唐桂华
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机构
西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室
西安航天动力研究所
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出处
《火箭推进》
CAS
2021年第2期9-18,共10页
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基金
国家自然科学基金(51825604,51721004)。
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文摘
氦加热器是预冷组合发动机中重要的换热器之一,其原理是利用燃气燃烧的热量提高氦气做功能力,进而提升整个循环系统运行效率。研究中首先设计了蛇形管式、瓦片式、辐射式三种微细通道氦加热器。其次,基于FLUENT15.0软件对微细通道氦加热器管内外的对流换热系数和流动阻力进行了研究。对比模拟结果和经典关联式的计算结果,确定了适用于微细通道氦加热器管内外换热和流阻的关联式。结果表明:对于管内流动换热,经典关联式预测准确,平均误差小于8%。对于管外流动换热,经典关联式对流阻的预测依然准确,但是对换热系数的预测有较大偏差,最大偏差接近50%。基于数值模拟结果拟合了新的微细通道氦加热器管外对流换热关联式,平均误差小于5%。此外,对比分析发现蛇形管式微细通道氦加热器对流换热系数最大,综合性能最优。
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关键词
氦加热器
对流换热
流动阻力
数值模拟
结构设计
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Keywords
helium heat exchanger
convection heat transfer
flow resistance
numerical simulation
structure design
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分类号
TK124
[动力工程及工程热物理—工程热物理]
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