超臨界態煤油可壓縮流動特性研究

《超臨界態煤油可壓縮流動特性研究》是依託中國科學院力學研究所，由仲峰泉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：超臨界態煤油可壓縮流動特性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：仲峰泉
• 依託單位：中國科學院力學研究所

項目摘要

本項目採用實驗與理論、數值分析結合的方式，系統研究超臨界態煤油可壓縮性和可壓縮流動機理。從理論上探討煤油等熵、非等熵可壓縮流動過程中熱物性參數變化、物態轉變、流態變化以及波系規律，並建立一套考慮超臨界態複雜熱物性的碳氫燃料可壓縮流動特性分析方法。同時，以燃料多級加熱/流動系統、超聲速燃燒直聯試驗台為平台，實驗研究幾種典型的煤油可壓縮流動：收縮－擴張噴管流、加熱管流（Rayleigh流）、以及超聲速氣流中的橫向射流。研究工作將拓寬和加深對超臨界態碳氫燃料可壓縮流動特性的理解，填補相關基礎研究的空白，為工程套用提供基礎理論和數據支撐。

結題摘要

本項目採用實驗與理論分析、數值計算相結合的方式較系統地研究超臨界態煤油可壓縮流動特性。本項目首先發展了煤油多組分替代模型與一維可壓縮流動模型相結合的理論分析方法，研究了煤油等熵加速流動、超聲速流動參數變化規律、熱/摩擦壅塞現象以及橫向射流的出口動量變化規律。同時，基於燃料流動與傳熱試驗系統，實驗研究了超臨界態煤油噴管流動、加熱圓管流動與傳熱特徵，並且通過湍流模擬方法數值研究了煤油噴管、加熱圓管以及超聲速氣流中橫向射流的流場特性。基於實驗、數值計算結果，對收縮－擴張噴管的等熵加速流動機理、加熱圓管內流動與傳熱的相似性及傳熱惡化機理、橫向射流波繫結構及射流/主流相互作用進行了較深入的討論。另外，本項目還對另一種典型的非等熵流動，即超臨界態煤油的孔板流動進行了研究，討論了孔板流動分離、壓力損失以及可能出現的壅塞現象與煤油入口溫度、流速之間的關係。本項目對於超臨界態煤油可壓縮流動的研究將有助於加深對超臨界流體特性及相關機理的認識，並且為超臨界流體在工程中的套用提供參考。