刘朝晖
- 作品数：24 被引量：56H指数：5
- 供职机构：西安交通大学能源与动力工程学院动力工程多相流国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理航空宇航科学技术理学化学工程更多>>
- 碳氢燃料JP-10高温液态黏度测量和推算模型构建方法研究被引量：1
- 2022年
- 基于流体动力学层流哈根-泊肃叶(Hagen-Poiseuille)定律,利用双毛细管法,对高密度空天动力燃料JP-10液态黏度进行实验测量,测温范围326.6~671.2 K,测量压力2.0、3.0、4.0 MPa,扩展相对不确定度2.88%~4.96%(置信因子k=2)。通过纯物质环己烷动力黏度的测量,对实验系统进行了标定,实验结果与NIST数据库平均相对偏差在1.22%以内,最大相对偏差绝对值为2.04%,实验结果与推荐黏度值在2.0 MPa时平均相对偏差为1.25%,4.0 MPa时平均相对偏差为1.61%,最大相对偏差绝对值为3.50%,验证了实验系统的可靠性。选取临界压力状态的黏度值作为参考状态值,通过引用Yaws液相有机化合物的黏度经验公式,结合SRK状态方程对绝对速率理论黏度模型进行了改进,耦合实验数据,建立了一种适用于碳氢燃料的高温高压液相黏度的推算模型。采取共轭梯度法和遗传算法对模型参数进行拟合,计算结果与实验结果的平均相对偏差值在2.00%以内,最大相对偏差绝对值小于4.50%,验证了模型的精确性。
- 张家庆刘朝晖李宇宋晨阳
- 关键词：碳氢化合物
- 倾斜内螺纹管中亚临界及超临界水传热特性研究被引量：2
- 2021年
- 为探究超(超)临界锅炉机组内螺纹管水冷壁的传热特性,在倾角5°~90°的ϕ35 mm×7.75 mm倾斜上升内螺纹管中进行了实验研究,实验参数为压力15~28 MPa,质量流速600~1000 kg∙m^(-2)∙s^(-1),热通量300~500 kW∙m^(-2)。实验对比了内螺纹管与ϕ25 mm×3 mm光管的壁温特性;讨论了倾斜角度、质量流速和压力的变化对内螺纹管中亚临界、近临界和超临界水传热的影响;拟合了不同倾斜角度下超临界水的传热关联式。结果表明:所用内螺纹管有明显的推迟传热恶化、强化传热的性能;不同倾斜角度的内螺纹管传热特性存在差异;亚临界压力下质量流速对气液两相区传热系数影响很小,近临界和超临界压力下,随质量流速的增加,整体上传热系数增大;压力为15 MPa时的传热系数最大。超临界压力下,随压力的增大,大比热容区的传热系数减小。
- 张鑫刘朝晖毕勤成吕海财杨冬
- 关键词：内螺纹管传热质量流速超临界水两相流
- 采用双毛细管等流量法测量航空煤油RP-3的动力黏度被引量：5
- 2017年
- 为实现超临界压力下航空煤油RP-3的动力黏度测量,在原双毛细管黏度计对比计算法基础上,采用等流量法并引入离心力修正系数对测试段毛细管压降进行修正,测量压力可达10MPa,测量温度范围提高至306.6~673.4K。等流量法根据上下游毛细管质量流量相等,通过测试流体在上下游毛细管中的压降关系及下游测试段毛细管热膨胀系数推算出该流体动力黏度。该方法简便可靠,在所测温度范围内的相对标准不确定度为1.16%~2.92%。通过纯物质十二烷及质量比为1∶1的正辛烷正庚烷二元混合物对等流量法进行标定,试验结果与文献值的相对偏差在±2.18%以内,相对偏差绝对平均值小于0.74%。在压力为3、4、5 MPa,温度为306.6~673.5K的条件下,采用该方法测量了航空煤油RP-3的动力黏度。该方法的应用可为进一步提高超临界航空煤油动力黏度的测量温度范围创造条件。
- 冯松毕勤成刘朝晖潘辉曹冬冬
- 碳氢燃料低温定压比热测量实验研究被引量：1
- 2017年
- 基于流动型定压比热容测量方法,本文设计了一套适用于高压低温的碳氢燃料定压比热测量系统,温度测量范围:233.45~313.65 K,最高压力达到10 MPa,测量定压比热容的扩展相对不确定度为1.24%~2.20%(置信因子k=2)。实验在通过纯物质正己烷和质量比1:1正庚烷-正辛烷二元混合物对测量系统可靠性进行验证的基础上,测试了3种碳氢燃料A、B、C压力:0.7、1.5、3和6 MPa,温度:233.45~313.65 K的比热值,结果表明:3种燃料在4种压力下,定压比热分别随温度的增加而增加;在低温区,燃料A、B受温度的影响程度要小于燃料C;压力基本不影响碳氢燃料低温定压比热。该低温高压比热测量系统的建成为进一步开展碳氢化合物及其混合物低温定压比热的研究创造了条件。
- 曹冬冬郭亚军冯松刘朝晖
- 关键词：碳氢燃料
- 吸热型碳氢燃料再生冷却性能评估方法被引量：5
- 2020年
- 吸热型碳氢燃料作为吸气式高超声速飞行器的再生冷却剂,冷却剂出口温度可达到750℃以上。碳氢燃料的冷却能力和抗结焦特性指标,是再生冷却剂的关键参数。在工程应用参数范围内,建立了吸热型碳氢燃料再生冷却性能综合评估体系,实现燃料热沉、结焦和流动传热性能的综合评估。燃料热沉采用热平衡法测量。作为参考:燃料温度600℃,热沉约2.0 MJ/kg;燃料温度750℃,热沉约3.5 MJ/kg。结焦采用层流流动阻力法进行定量测量,应用泊肃叶定律计算碳氢燃料结焦前后通道的当量内径,从而得到通道内结焦层的平均厚度。流动换热性能的评估方法是比较相同出口流体温度条件下不同燃料壁面温度沿轴向的分布趋势。以上吸热型碳氢燃料评估方法的建立,为研制吸热型碳氢燃料提供了有效的初步筛选途径。
- 刘朝晖宋晨阳陈强封凡赵书军胡申林毕勤成
- 关键词：吸热型碳氢燃料热沉结焦流动换热
- 近超临界航空煤油RP-3的拟沸腾传热特性研究
- 研究了热流密度0.5-1.5 MW·m、质量流速500-1000 kg·m·s、小通道圆管内(D=1.6 mm)航空煤油RP-3的流动传热特性。探讨近超临界压力下(P=3 MPa)碳氢燃料的流动特性与传热机理。研究发现:...
- 刘朝晖张赞坚陈强毕勤成
- 文献传递
- 光纤探针法测量泡状流精度的试验研究
- 2022年
- 采用高速摄影法,对光纤探针测量泡状流局部含气率的精度进行了试验研究。光纤探针从侧面插入静水之中,气泡从底部自由上升,与光纤探针相互作用。被测气泡的直径范围为0.9~2.2 mm,气泡上升的速度为0.25~0.3 m/s。受探针影响,气泡的变形效应、减速效应和漂移效应是带来误差的主要方面。气泡的变形效应和漂移效应使得待测弦长减小,会使含气率测量值降低;气泡的减速效应使得被测气泡速度减小,增大了探针在气泡中的停留时间,会使含气率测量值增大。综合三种效应,测量局部含气率的误差主要受到探针刺入气泡深度和气泡半长轴的比值x/a的影响。光纤探针的测量结果具有统计意义,本文给出光纤探针测量泡状流局部含气率的平均误差为-8.4%。
- 王腾毕勤成桂淼王泽豪刘朝晖
- 关键词：光纤探针泡状流
- 双毛细管法高温气态环己烷黏度测量研究
- 2021年
- 为了探索双毛细管法在碳氢燃料高温气态黏度测量中的应用,采用双毛细管法测量了亚临界压力下环己烷的高温气态黏度。测量温度为301.9~567.1K(间隔约10K);压力为0.5~4.0MPa(间隔1.0MPa)。考虑螺旋管圈的二次流效应,使用基于雷诺数Re或迪恩数De的函数关系式对黏度测量结果进行离心修正。在测量参数条件下,气态环己烷的雷诺数Re≤1984.5。研究表明:双毛细管法测量环己烷液态和气态黏度时,螺旋管圈的二次流效应具有显著差别;液态环己烷的离心修正系数<4.32%,气态环己烷的离心修正系数最高达到49%;离心力二次流效应是影响环己烷气态黏度测量精度的最重要因素;离心修正关系式的准确度对环己烷气态黏度测量结果的不确定度产生显著影响。
- 陈强刘朝晖毕勤成程想冯松
- 倾斜内螺纹管中超临界水的传热和流动阻力特性研究被引量：1
- 2020年
- 为探究超(超)临界锅炉机组内螺纹管螺旋管圈型水冷壁的传热和流动阻力特性,在外径35 mm、壁厚7.75 mm的六头内螺纹管中进行了实验研究,实验参数为压力22.5~28 MPa,热流密度300~500 kW/m 2,质量流速600~1000 kg/(m 2·s),内螺纹管倾斜角度5°~45°。研究了倾斜角度和质量流速对超临界压力下水的传热和流动阻力特性的影响,用5个传热关联式对传热实验数据进行了评估,拟合了超临界水的对流传热和摩擦阻力系数实验关联式。结果表明:内螺纹管内壁面温度和水的传热系数几乎不随倾斜角度的变化而改变;随着质量流速的增加,内壁面温度减小,传热系数增大;随着倾斜角度的增大,水的摩擦阻力系数和摩擦阻力压力降均显著增大;随着质量流速的增加,摩擦阻力系数减小,不同压力下摩擦阻力压力降呈现不同的变化规律;拟合的传热关联式与实验数据吻合良好,95.8%的拟合值与实验值偏差在±20%之内;拟合的摩擦阻力系数关联式与实验数据吻合良好,拟临界点前后分别有84.2%和88.2%的拟合值与实验值偏差在±20%之内。
- 张鑫刘朝晖毕勤成吕海财杨冬
- 关键词：超临界内螺纹管传热特性
- 航空煤油RP-3热裂解结焦流动换热特性实验研究被引量：4
- 2016年
- 为了掌握超燃冲压发动机再生式热防护结构中结焦对传热的影响,在压力为3MPa,质量流量为0.5g·s^(-1),热流密度分别为325、365和374kW·m^(-2)的实验条件下,对Φ3mm×0.5mm的高温合金钢管内航空煤油RP-3热裂解结焦过程的流动和换热特性进行了研究,并比较了结焦前后管内对流换热特性的差异。结焦过程中试验件压降出现了突然降低的现象,随着结焦反应的进行,试验件外壁面温度在逐渐降低。分析得知:结焦是不稳定的过程,伴随着结焦产物的沉积与脱落,壁面温度越高结焦速率越快;结焦会在管道内壁形成多孔结构层,当近壁处流体温度接近或高于拟临界温度时,多孔层将会使超临界"拟沸腾"换热得到强化,然而当近壁处流体温度低于"拟沸腾"所需温度时,结焦层的热阻效应使传热发生恶化。
- 潘辉冯松刘朝晖毕勤成
- 关键词：航空煤油结焦换热
