小通道内碳氢化合物极限热流密度实验研究

针对新一代发动机热防护所采用的再生主动冷却技术中的传热问题，对超临界压力下碳氢化合物的传热特性进行了实验研究。利用主流温度、内壁温度、传热系数等划分指标，量化了正常传热、传热强化、传热弱化3个阶段的区间划分；定义超临界压力下发生传热弱化时对应的热流密度为极限热流密度，对其影响因素进行研究，发现压力越高、质量流量越大、加热入口温度越低，极限热流密度越高；采用拟沸腾数对极限热流密度进行表征，并发现拟沸腾数与入口温度和压力相关，与雷诺数弱相关；基于实验数据，采用量纲分析方法得到综合影响因素下极限热流密度的预测公式，数据预测偏差在±10%以内。该研究结果可用于预测传热弱化现象的发生，为飞行器换热结构设计提供理论依据，进而保证飞行器整体的安全运行。