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低温管路预冷过程两相流动与换热计算研究
【作者】 王娇娇 [1] 陈虹 [2] 厉彦忠 [3] 王磊 [1] 李翠 [1]
【关键词】 低温推进剂 真空管路 预冷降温 数值模拟 气液两相流
【摘要】为揭示低温流体预冷管路过程中两相流动与换热特性,采用准稳态方法建立了低温管路预冷计算模型.该模型采用有限容积法来求解管内流体流动与换热方程,有限差分法求解管壁一维非稳态导热方程,流体与壁面的换热根据流型来判定选择对应的换热关联式,并对管壁外侧辐射漏热进行线性化离散处理.利用多组实验数据进行模型验证,结果表明模型对预冷时间预测的误差在10％之内.对预冷过程非稳态降温特性及流型与换热特性的计算结果表明:在低温流体预冷管路过程中,大部分换热方式为单相气强制对流和膜态沸腾,约占总预冷时间的95％,总换热量的75％,核态和过渡沸腾发生时间较短;预冷过程中存在一个最优质量流速,这既可以缩短预冷时间,同时可以减少推进剂的浪费.
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