高温部件大面积喷雾强化换热特性的数值研究

发布时间：2023-02-16 19:15

　　随着高速飞行器的马赫数越来越高,飞行器蒙皮表面迎风面的气动热也越来越显著,而高精度红外探测器的红外探测精度不断提高,飞行器表面与大气的红外辐射特性的细小差异都可能对飞行器的红外隐身性能产生不利的影响,这使得高速飞行器蒙皮表面的热环境控制问题愈发显著,采用机载燃油或冲压空气作为热沉的换热能力有限,因此需要考虑研究新的冷却方式及其换热特性,以满足高温部件大面积强化换热的需求。本文依托于上述背景中大面积强化换热的应用需求,以高温部件大面积喷雾强化换热作为研究背景,采用商业软件对多喷嘴的喷雾强化换热进行了非稳态流动条件下的数值模拟,采用控制变量法,以薄铝板为研究对象,对其在不同的喷雾条件下的温控效果进行了研究和探讨,本文的主要工作如下:首先研究了喷雾强化换热的相关机理,阐述了不同喷雾角度,流量、阵列形式对其强化换热特性的影响,分析了喷雾强化换热过程中涉及到的液滴破碎机理、强化换热规律、数值模拟方法和喷雾强化换热的优缺点,为高温部件大面积喷雾强化换热特性的数值研究提供了理论依据和数值模拟基础。其次研究了喷雾强化换热数值计算过程中所需的数理模型及其方程,包括喷雾强化换热过程中存在的热流耦合计算方法...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状与分析
        1.2.1 喷嘴角度
        1.2.2 体积流量
        1.2.3 喷嘴阵列
        1.2.4 其他方面
    1.3 课题主要研究内容
第2章 喷雾强化换热的数理模型
    2.1 喷雾强化换热中液滴的热流耦合描述
    2.2 连续相计算
    2.3 离散相计算
    2.4 连续相与离散相的耦合
    2.5 本章小结
第3章 大面积喷雾强化换热仿真建模及验证
    3.1 物理模型
    3.2 几何建模与网格划分
    3.3 数值模拟方法的对比验证
    3.4 加热过程瞬态模拟
    3.5 本章小结
第4章 喷雾强化换热的仿真结果分析
    4.1 喷嘴角对喷雾强化换热效果的影响
    4.2 喷嘴高度对喷雾强化换热效果的影响
    4.3 喷雾流速对喷雾强化换热效果的影响
    4.4 喷雾质量流量对喷雾强化换热效果的影响
    4.5 热流密度对喷雾强化换热效果的影响
    4.6 喷嘴间距对喷雾强化换热效果的影响
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3744344