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《液體推進劑在多孔介質材料中的流動與傳熱特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、碩士學位論文液體推進劑在多孔介質材料中的流動與傳熱特性研究STUDYONTHEFLOWANDHEATTRANSFERCHARACTERISTICSOFLIQUIDPROPELLANTINPOROUSMEDIA刁嚴哈爾濱工業(yè)大學2018年6月國內圖書分類號：V235.21學校代碼：10213國際圖書分類號：629密級：公開工學碩士學位論文液體推進劑在多孔介質材料中的流動與傳熱特性研究碩士研究生：刁嚴導師：周偉星教授申請學位：工學碩士學科：動力機械及工程所在單位：能源科學與工程學院答辯日期：2018年6月授予學
2、位單位：哈爾濱工業(yè)大學ClassifiedIndex:V235.21U.D.C:629DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringSTUDYONTHEFLOWANDHEATTRANSFERCHARACTERISTICSOFLIQUIDPROPELLANTINPOROUSMEDIACandidate：DiaoYanSupervisor：Prof.ZHOUWeixingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeci
3、ality：PowerMachineryandEngineeringAffiliation：SchoolofEnergyScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要在液體火箭發(fā)動機研究領域中，科學界已經(jīng)在火箭發(fā)動機，火箭結構設計，推進技術以及高效能源方面取得了重大進展。然而，隨著航天領域綜合技術的發(fā)展，大推力以及可重復使用運載器要求相應的熱防護
4、技術必須具備極高的冷卻能力和對熱防護結構的保護能力兩個基本特點。多孔介質具有很強的結構保護能力和冷卻換熱能力，在很多領域均有應用。本文基于液體火箭發(fā)動機的再生冷卻系統(tǒng)，在多孔介質強化換熱方面的應用，特別是新型的液體火箭混合推進劑，進行管內強化換熱的深入研究。本文以多孔介質為研究對象，為了更好地獲得多孔介質在火箭發(fā)動機冷卻通道中的實際冷卻效果，運用穩(wěn)態(tài)的數(shù)值計算分析了不同種類的推進劑在有無多孔介質的管道中換熱效果的影響，對正癸烷和氧化亞氮等液體冷卻劑進行流動換熱研究。同時增加研究了多孔介質本身物理特性，管內的
5、流動換熱條件對換熱效果的影響，以及多孔介質在管內本身的填充結構，這里研究的多孔介質填充結構主要以半填充為主。并結合對換熱系數(shù)流動阻力等的綜合比對，得到了與流體性質與多孔介質性質相關的結果。在非穩(wěn)態(tài)的計算中，通過水和NOFB29兩種冷卻工質的非穩(wěn)態(tài)計算，得到了不同的邊界熱流和孔隙率的一定流動換熱研究結果，其中NOFB29為新型火箭混合推進劑，對混合流體的數(shù)值計算對多孔介質在冷卻通道內的強化換熱及應用與一定的幫助。得到了多孔介質管內結構與流體溫度隨時間的變化結果。最后配合高低溫試驗臺進行換熱實驗，通過對水和航空
6、煤油多次實驗，使多孔介質的實際換熱效果得到直觀的體現(xiàn)，進行了多孔介質的實際換熱試驗，對比了不同冷卻工質、不同流量下的真實通道換熱效果。通過實驗計算得到了在高低溫條件下的多孔介質流動換熱規(guī)律，為多孔介質的研究提供可行的方案。本文的通過數(shù)值模擬與實驗相結合的方式，在進行不同冷卻工質與材料結構特性的研究結果認為，在液體火箭冷卻通道中多孔介質具有實際的強化換熱特性，但一定程度上的流動阻力會影響整體經(jīng)濟性，在航天領域的多孔介質冷卻方面仍然需要進一步深入探討。關鍵詞：多孔介質；換熱；冷卻IAbstractAbstrac
7、tInthefieldofliquidrocketengineresearch,thescientificcommunityhasmadesignificantprogressinrocketengines,rocketstructuraldesign,propulsiontechnology,andhigh-efficiencyenergy.However,withthedevelopmentofintegratedtechnologiesintheaerospacefield,highthrustand
8、reusablecarriersrequirethatthecorrespondingthermalprotectiontechnologymusthavetwobasiccharacteristicsofextremelyhighcoolingcapacityandprotectionofthermalprotectionstructures.Porousmediahasastrongstructuralpro
