微细管束换热器结霜与抑霜实验研究
发布时间：2020-12-11 09:07
可重复利用的吸气式航天运输系统在高马赫数飞行时,主流空气经过进气道后,滞止温度升高,这不仅限制了压气机压比的进一步提高,同时会降低燃烧室的加热比,因此需要在进气道和压气机之间安装空气预冷器,降低主流空气温度。但是,主流湿空气在经过空气预冷器时,由于预冷器表面温度低于水的三相点温度,主流空气所含水蒸气会发生相变结霜,预冷器表面霜层生长迅速,主流压力损失升高,热交换量降低。与此同时结霜导致风扇入口产生很大的变形,导致风扇效率以及喘振余量降低,因此需要克服结霜问题所引起的严重危害。为了研究预冷器抑霜的可行方法,本文采用了可视化实验装置探究微细管束换热器在多种工况下流动换热特性、结霜特性以及抑霜特性。为实现乙醇对管束换热器抑霜影响,设计了轻质高效的凝缩性物质结霜控制系统,整个系统由混流喷射单元、空气压缩单元、乙醇流量监测单元以及混流喷射单元流道五部分组成,能够实现不同质量份额乙醇的喷射调节。主要研究内容与结果如下:无换热工况下压降与风速平方成正比关系。大温差换热工况下,压降依然与风速平方大致成正比关系,换热系数与风速0.6次方大致成正比例关系,温差对压降和换热系数影响不大。凝露工况下由于液膜的...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 紧凑式换热器研究现状
1.2.2 结霜与抑霜研究现状
1.2.3 凝缩性物质抑霜研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 实验装置与实验方法
2.1 实验原理
2.2 液氮实验装置
2.3 结霜控制系统
2.3.1 混流喷射单元设计
2.3.2 空气压缩单元设计
2.3.3 乙醇流量监测单元设计
2.3.4 混流喷射单元流道
2.4 设备精度
2.5 实验步骤
2.6 本章小结
3 实验数据处理方法
3.1 流动换热特性数据处理
3.2 结霜特性处理
3.3 本章小结
4 实验结果与分析
4.1 无换热工况
4.2 管内高温工况
4.3 凝露工况
4.4 超低温工况
4.5 喷醇工况
4.5.1 乙醇抑霜原理
4.5.2 结霜工况换热器流动换热特性
4.5.3 乙醇工况换热器流动换热特性
4.6 实验误差分析
4.7 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]间接冷却制冷系统结霜特性的实验分析[J]. 马燕,臧润清,张秀. 低温工程. 2018(06)
[2]微通道光管换热器数值模拟及实验研究[J]. 胡肖芬,曹业玲. 中国民航飞行学院学报. 2018(05)
[3]紧凑型换热器换热特性研究[J]. 杨新垒,聂万胜,王辉. 导弹与航天运载技术. 2018(05)
[4]结霜前期纳米结构超疏水表面的凝结-冻结特性[J]. 季银炼,张钧波. 中国表面工程. 2017(06)
[5]复合发动机预冷器换热特性研究[J]. 李晨沛,王跃社,王海军,魏宇青. 工程热物理学报. 2017(04)
[6]微通道光管换热器的运行特性及影响因素[J]. 陈尚秋,崔昊,李娟. 流体机械. 2017(01)
[7]高超声速组合发动机预冷器抗结霜涂层技术研究[J]. 张友法,张文文,郑日恒,李志永,张志刚,王勤智. 推进技术. 2017(02)
[8]空气预冷发动机及微小通道流动传热研究综述[J]. 汪元,王振国. 宇航学报. 2016(01)
[9]蒸发器盘管结霜特性的实验研究[J]. 张志,贾少波,谢伟,卢大杰. 制冷技术. 2015(02)
[10]柱状微结构超疏水表面制备及其结霜性能研究[J]. 丁云飞,伍彬,吴会军. 表面技术. 2015(01)
博士论文
[1]细管束低温冷却空气的流动换热与表面结霜的研究[D]. 贾云涛.清华大学 2017
[2]结霜与抑霜机理研究及数值模拟[D]. 崔静.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]外掠管束的流动和换热特性的数值模拟[D]. 刘万旺.华东理工大学 2018
[2]微小通道换热器设计及工作特性研究[D]. 纪佳正.国防科学技术大学 2016
[3]电腐蚀法快速制备铁基超疏水表面[D]. 孙庆贺.中国矿业大学 2016
[4]疏水表面结霜初期及融霜过程中液滴行为研究[D]. 陈永根.清华大学 2014
[5]仿生超疏水表面制备及性能研究[D]. 陈钰.武汉工程大学 2012
[6]纳微米结构疏水表面结霜过程及其抑霜特性研究[D]. 殷帅.广州大学 2012
本文编号：2910260
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 紧凑式换热器研究现状
1.2.2 结霜与抑霜研究现状
1.2.3 凝缩性物质抑霜研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 实验装置与实验方法
2.1 实验原理
2.2 液氮实验装置
2.3 结霜控制系统
2.3.1 混流喷射单元设计
2.3.2 空气压缩单元设计
2.3.3 乙醇流量监测单元设计
2.3.4 混流喷射单元流道
2.4 设备精度
2.5 实验步骤
2.6 本章小结
3 实验数据处理方法
3.1 流动换热特性数据处理
3.2 结霜特性处理
3.3 本章小结
4 实验结果与分析
4.1 无换热工况
4.2 管内高温工况
4.3 凝露工况
4.4 超低温工况
4.5 喷醇工况
4.5.1 乙醇抑霜原理
4.5.2 结霜工况换热器流动换热特性
4.5.3 乙醇工况换热器流动换热特性
4.6 实验误差分析
4.7 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]间接冷却制冷系统结霜特性的实验分析[J]. 马燕,臧润清,张秀. 低温工程. 2018(06)
[2]微通道光管换热器数值模拟及实验研究[J]. 胡肖芬,曹业玲. 中国民航飞行学院学报. 2018(05)
[3]紧凑型换热器换热特性研究[J]. 杨新垒,聂万胜,王辉. 导弹与航天运载技术. 2018(05)
[4]结霜前期纳米结构超疏水表面的凝结-冻结特性[J]. 季银炼,张钧波. 中国表面工程. 2017(06)
[5]复合发动机预冷器换热特性研究[J]. 李晨沛,王跃社,王海军,魏宇青. 工程热物理学报. 2017(04)
[6]微通道光管换热器的运行特性及影响因素[J]. 陈尚秋,崔昊,李娟. 流体机械. 2017(01)
[7]高超声速组合发动机预冷器抗结霜涂层技术研究[J]. 张友法,张文文,郑日恒,李志永,张志刚,王勤智. 推进技术. 2017(02)
[8]空气预冷发动机及微小通道流动传热研究综述[J]. 汪元,王振国. 宇航学报. 2016(01)
[9]蒸发器盘管结霜特性的实验研究[J]. 张志,贾少波,谢伟,卢大杰. 制冷技术. 2015(02)
[10]柱状微结构超疏水表面制备及其结霜性能研究[J]. 丁云飞,伍彬,吴会军. 表面技术. 2015(01)
博士论文
[1]细管束低温冷却空气的流动换热与表面结霜的研究[D]. 贾云涛.清华大学 2017
[2]结霜与抑霜机理研究及数值模拟[D]. 崔静.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]外掠管束的流动和换热特性的数值模拟[D]. 刘万旺.华东理工大学 2018
[2]微小通道换热器设计及工作特性研究[D]. 纪佳正.国防科学技术大学 2016
[3]电腐蚀法快速制备铁基超疏水表面[D]. 孙庆贺.中国矿业大学 2016
[4]疏水表面结霜初期及融霜过程中液滴行为研究[D]. 陈永根.清华大学 2014
[5]仿生超疏水表面制备及性能研究[D]. 陈钰.武汉工程大学 2012
[6]纳微米结构疏水表面结霜过程及其抑霜特性研究[D]. 殷帅.广州大学 2012
本文编号：2910260
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