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作者：王彦红;翟士博;东明;白皓然;
单位：东北电力大学能源与动力工程学院;大连理工大学能源与动力学院;
摘要：针对超燃冲压发动机的热防护问题，提出了设置凹槽的再生冷却通道方案，通过RNG k-ε湍流模型进行了再生冷却通道内超临界正癸烷换热数值研究。凹槽总宽度为1 mm，凹槽深度为0.12 mm。顶壁面热流密度为1.3 MW/m~2，进口温度为450 K，质量流速为1 000 kg/（m~2·s）。探究了运行压力（3～5 MPa）和凹槽数量（n=1～3）对壁面温度和换热系数沿流动方向变化的影响。通过温度、速度、湍动能、螺旋度、流线的分布揭示了流动换热机制。通过局部质量流速阐述了传热恶化的原因，讨论了热流分布状况。探究了二次流强度和综合换热系数的轴向变化特征。提出了带凹槽再生冷却通道超临界正癸烷换热关联式，误差值在±15%以内。研究结果表明：壁面覆盖的低质量流速薄膜层引起了传热恶化问题，同时造成侧壁面高热流密度区的趋下分布。凹槽造成复杂的涡系结构，顶壁面附近湍动能和旋流增强，这是相比传统通道换热增强的原因，综合换热系数处于1.43～1.53。双槽通道更容易形成局部二次流，对侧壁换热具有促进作用。
关键词：再生冷却;;凹槽通道;;超临界正癸烷;;涡系结构;;增强换热机制
基金资助：国家自然科学基金(51876031)~~
