高超聲速飛行器及其發(fā)動機(jī)的熱管理問題目前已成為飛行器及發(fā)動機(jī)研發(fā)過程中的一個關(guān)鍵性課題。飛行器的氣動熱載荷隨飛行馬赫數(shù)的提高急劇增大,發(fā)動機(jī)局部溫度可達(dá)4950K,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有可用材料的承受極限,因此飛行器的冷卻問題顯得愈發(fā)重要。在目前提出的冷卻方案中,再生主動冷卻熱防護(hù)是有效方法之一。實(shí)現(xiàn)再生主動冷卻的基礎(chǔ)需要揭示燃料的流動及換熱的內(nèi)在規(guī)律,定壓比熱作為重要的熱物性參數(shù)是不可或缺的,其數(shù)據(jù)是計(jì)算其他物性參數(shù)的必要條件,同時對于提高煤油吸熱性能和冷卻設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。為了準(zhǔn)確測量高溫高壓下乳化煤油的比定壓熱容,本文基于能量守恒的量熱計(jì)理論,搭建了一套流動型比定壓熱容在線測量系統(tǒng)。系統(tǒng)溫度測量范圍為301K~980K,測量壓力可達(dá)10MPa,相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為2.42%~4.2%。選取純物質(zhì)去離子水、正己烷、二氧化碳和質(zhì)量比1:1的正辛烷-正庚烷混合流體進(jìn)行比定壓熱容測量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)值進(jìn)行比較,驗(yàn)證了試驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性與準(zhǔn)確度。在此基礎(chǔ)上,對含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%、20%、30%、50%的四種乳化煤油比定壓熱容進(jìn)行測量,溫度為301K~880K,壓力為3MPa、4MPa、5MPa。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與航空煤油RP-3、碳?xì)淙剂螮HF-01、純水的比定壓熱容進(jìn)行對比,并繪制出了各自在不同工況下的比熱容變化曲線,同時分析了不同含水量乳化煤油定壓比熱隨溫度和壓力的變化特性及含水量、壓力、溫度等對乳化煤油比定壓熱容的影響。該系統(tǒng)的搭建為進(jìn)一步研究乳化碳?xì)淙剂媳榷▔簾崛輨?chuàng)造了條件。
【學(xué)位單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V433.9
【部分圖文】：

圖 3.1 流動型比熱容實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)物圖物性測量實(shí)驗(yàn)平臺上完成的，實(shí)驗(yàn)臺和系統(tǒng)流程由自程圖如 3.2 所示：高聲速飛行器發(fā)動機(jī)高溫高壓的工作環(huán)境，測量不同

圖 3.2 流動型比熱容實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)流程圖流泵，3-過濾器，4-質(zhì)量流量計(jì)，5-調(diào)節(jié)閥，6-鎧裝熱電偶，7-壓力熱電偶，10-壓力傳感器，11-真空表，12-鎧裝熱電偶，13-量熱器，14-15-冷凝器，16-背壓閥，17-分離器，18-數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

量熱器結(jié)構(gòu)簡圖
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2871639