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题名微小冰晶融化特性的实验与数值模拟研究
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作者
钟富豪
刘秀芳
刘森云
陈佳军
魏震
侯予
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机构
西安交通大学能源与动力工程学院
西安交通大学深低温技术与装备教育部重点实验室
空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室
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出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第6期2477-2486,共10页
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基金
国家科技重大专项(J2019-Ⅲ-0010-0054)
国家自然科学基金资助项目(52476018,52076164)
结冰与防除冰重点实验室开放课题资助项目(IADL20220107)。
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文摘
为了深入理解航空发动机内微小冰晶的结冰机理,建立基于焓-孔隙率方法的微小冰晶融化模型,并通过可视化实验对该模型进行验证,研究环境温度和初始粒径对冰晶融化特性的影响规律。研究结果表明:冰晶融化时间的数值模拟结果与实验测量值最大偏差不超过12%;由于环境气体的自然对流作用,冰晶的融化均从顶部开始;随着融化过程的进行,冰芯逐渐变成非球形,当融化过程快结束时,冰芯呈贝壳状;由于冰的密度低于水的密度,当冰芯粒径较小时(融化率约为70%),会在浮力的作用下向上漂浮;冰晶的融化开始时间与初始粒径呈线性关系,与环境温度呈幂函数关系;冰晶的融化时间与初始粒径呈幂函数关系,与环境温度呈线性关系。本研究可为冰晶结冰数值预测模型的优化及航空发动机冰晶结冰科学防护手段的建立提供理论依据。
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关键词
航空发动机结冰
冰晶
融化特性
焓-孔隙率模型
可视化实验
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Keywords
aviation engine icing
ice crystal
melting characteristic
enthalpy-porosity model
visual experiment
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分类号
V244.15
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名储罐内低冰点推进剂降温过程的数值研究
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作者
魏对红
宋英恺
谢龙
张鹏
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机构
上海交通大学制冷与低温工程研究所
上海空间推进研究所
上海空间发动机工程技术研究中心
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出处
《载人航天》
北大核心
2025年第2期276-284,共9页
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基金
中国航天科技集团推进技术自主研发项目(FC440S-17)。
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文摘
为提高发动机试车系统可靠性,降低发动机试验中由于储罐内低冰点推进剂温度不均匀造成的试验误差,通过试验和数值计算研究了储罐内低冰点推进剂降温过程中的温度分布,分析并讨论了储罐内推进剂在不同导热油入口流速下降温过程中的温度变化及平均换热功率等。结果表明:在整个降温过程中,储罐内推进剂存在明显的温差,当入口流速为0.2 m/s时,储罐中顶部和底部温差最大可达到16.47℃;随着温度的降低,推进剂的自然对流换热减弱,且靠近盘管壁面的推进剂会发生凝固,导致推进剂与导热油间的换热热阻增加,降低了推进剂的降温速率;导热油和盘管内表面之间的强制对流换热随着流量的增加而增加,与0.05 m/s的入口速度相比,入口速度0.1 m/s和0.2 m/s工况下的平均功率分别增加了约50%和96.67%,但储罐内推进剂的温差也随之增加。
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关键词
低冰点推进剂
盘管换热器
温度均匀性
固-液相变
焓-孔隙率模型
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Keywords
low freezing point propellant
coil heat exchanger
temperature uniformity
solid-liquid phase transition
enthalpy-porosity method
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分类号
V231.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名温差能驱动的垂直升降水下监测平台相变过程数值模拟
被引量：3
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作者
梁泽德
王树杰
袁鹏
盛传明
贾红星
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机构
中国海洋大学工程学院
青岛农业大学建筑工程学院
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出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期2618-2624,共7页
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文摘
应用Fluent软件基于焓-孔隙率法模拟和求解垂直升降水下监测平台的相变过程。采用体积比为9∶1的正十六烷和石墨复合相变材料,以提高相变材料的导热系数。对不同结构的相变换热器进行数值分析,研究不同结构和海水温度对相变过程的影响。结果表明:在相变材料体积和圆筒形相变换热器内径相同的前提下,较小外径的圆筒形相变换热器具有更好的相变性能;较低的海水温度非常有利于凝固过程的进行;由于液相自然对流换热的存在,相同情况下熔解速率远大于凝固速率。
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关键词
水下监测平台
海洋温差能
相变
焓-孔隙率法模型
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Keywords
underwater measuring platform
ocean thermal energy
phase change
enthalpy-porosity method
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分类号
P743.4
[天文地球—海洋科学]
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