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推进技术2024年第12期:考虑丙二醇热解的相变发汗冷却数值研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘逸飞;麻玉龙;贺菲;俞继军;罗晓光;王建华;

单位:中国科学技术大学热科学和能源工程系中国科学院材料力学行为和设计重点实验室;中国航天空气动力技术研究院;

摘要:为了揭示裂解反应对相变发汗冷却的影响,本文结合局部热非平衡下的两相混合模型(LTNE-TPMM),过渡态理论(TST)和化学反应动力学,利用丙二醇(PG)作为冷却剂,对多孔平板相变发汗冷却进行了数值研究,首次揭示了不同冷却剂质量流量和热流密度分布下裂解反应对多孔介质内流动换热过程的影响机理和影响规律。结果表明,丙二醇裂解率与注入流量呈现负相关,与热流密度大小呈现正相关,质量流量从0.2 kg/(m~2·s)提高至0.4 kg/(m~2·s)时,丙二醇的裂解率由0.48降低至0.27;热流密度q0从0.8 MW/m~2提高到1.2 MW/m~2时,裂解率由0.21提高到了0.63。裂解反应从多孔骨架吸收大量热量,增加了额外的化学热沉。此外,裂解反应能够有效强化多孔出口高温区的流动换热,提高热扩散速率。

关键词:发汗冷却;;热防护;;相变;;多孔介质;;丙二醇;;裂解反应;;热扩散

基金资助:国家自然科学基金(52376154;U22B20135);; 安徽省自然科学基金(2308085J21)~~