一维通道中的碳氢燃料的流动换热评测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种一维通道中的碳氢燃料的流动换热评测方法，将一维管划分为N小段，定义N+1个结点；获取出口温度与温度场的初猜值；计算得到第1个结点的压力，并得到流体物性，计算第1个结点的雷诺数，完成更新第1微段流体的雷诺数和温度的操作；以第1个结点的雷诺数作为第2微段平均雷诺数的初猜值计算压降，得到第2个结点的压力，并更新第2个结点的温度；依次进行迭代类推操作以完成一维通道中的碳氢燃料的流动换热的评测操作。该方法对长直通道来说，在保证计算准确度轻微降低的同时，大幅减小计算量，提高计算速度，有效地减小计算时间。本发明专利技术还公开了一种一维通道中的碳氢燃料的流动换热评测装置。

A method and device for evaluating the flow and heat transfer of hydrocarbon fuel in one dimensional channel

The invention discloses a hydrocarbon fuel in the one-dimensional channel flow and heat transfer evaluation method, the one-dimensional tube is divided into N sections, the definition of the N+1 nodes; get the outlet temperature and the temperature field of the initial guess value; the calculated first node pressure, and fluid properties, the calculated Reynolds number of first nodes the Reynolds number, and the temperature to complete the update first micro segment fluid operation; to Reynolds number of first nodes as second micro average Reynolds number of initial guess value calculation second node voltage, pressure, and update the second node temperature; followed by iterative push operation to complete the hydrocarbon fuel in one dimensional channel the flow and heat transfer evaluation operation. This method reduces the computation amount, improves the computation speed and reduces the computation time. The invention also discloses a flow and heat transfer evaluation device for hydrocarbon fuel in a one-dimensional channel.

【技术实现步骤摘要】
一维通道中的碳氢燃料的流动换热评测方法和装置
本专利技术涉及航空航天
，特别是涉及一种一维通道中的碳氢燃料的流动换热评测方法和装置。
技术介绍
冷却系统为航空航天器上关键系统之一，为设计性能优异的冷却系统，需对冷却剂的冷却特性进行深入的研究。在实际冷却过程中，采用碳氢燃料作为冷却剂，随着碳氢燃料在冷却通道内的流动，进行物理和化学吸热，同时自身裂解生成大量小分子化合物，在较高温度下还会进一步发生结焦反应，焦从裂解产物中析出并沉积在冷却通道内壁，结焦层会加大壁面和冷却剂之间的热阻，对冷却效果产生不利影响。目前，碳氢燃料在冷却通道内的流动换热已进行了大量研究，飞行器综合热管理分析程序(VehicleIntegratedThermalManagementCode，简称VITMAC)、由法国MBDA开发的NANCY程序、由法国ONERA开发的MOSAR程序和由M.H.N.Naragh开发的计算程序RTE(RocketThermalEvaluation)等均能实现三维流动通道内碳氢燃料的流动、换热和裂解等过程的复杂模拟。针对碳氢燃料的结焦模拟程序较少，主要有Krazinski等根据化学流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一维通道中的碳氢燃料的流动换热评测方法，所述方法包括：将一维管从第1段到第N段划分为N小段，定义N+1个结点，其中，N右侧下标符号代表结点数，第0个结点到第N个结点；获取出口温度与温度场的初猜值，其中，所述出口温度为预先设定进口比热数作为整个一维管长的平均比热得到所述出口温度，所述温度场的初猜值为预先设定一维管内温度沿线性分布得到每个结点的温度，作为所述温度场的初猜值；选取进口雷诺数作为第1微段平均雷诺数的初猜值计算压降，得到第1个结点的压力，并由第1个结点的温度和压力得到流体物性，计算第1个结点的雷诺数，完成更新第1微段流体的雷诺数和温度的操作；以第1个结点的雷诺数作为第2微段平均雷诺数...

【技术特征摘要】
1.一种一维通道中的碳氢燃料的流动换热评测方法，所述方法包括：将一维管从第1段到第N段划分为N小段，定义N+1个结点，其中，N右侧下标符号代表结点数，第0个结点到第N个结点；获取出口温度与温度场的初猜值，其中，所述出口温度为预先设定进口比热数作为整个一维管长的平均比热得到所述出口温度，所述温度场的初猜值为预先设定一维管内温度沿线性分布得到每个结点的温度，作为所述温度场的初猜值；选取进口雷诺数作为第1微段平均雷诺数的初猜值计算压降，得到第1个结点的压力，并由第1个结点的温度和压力得到流体物性，计算第1个结点的雷诺数，完成更新第1微段流体的雷诺数和温度的操作；以第1个结点的雷诺数作为第2微段平均雷诺数的初猜值计算压降，得到第2个结点的压力，并更新第2个结点的温度；依次进行迭代类推操作以完成一维通道中的碳氢燃料的流动换热的评测操作。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过流动换热裂解耦合的计算完成所述一维通道中的所述碳氢燃料的所述流动换热的评测操作。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述通过流动换热裂解耦合的计算完成一维通道中的碳氢燃料的流动换热的评测操作包括：对于第一个迭代步骤通过监控的裂解起始点获取裂解段管长的进口条件、边界条件和几何条件，并获取裂解计算第一个迭代步骤各点的温度、压力和速度，其中，公式为：xpy→L→dx通过第一个迭代步骤的温度和速度计算得出流体在每个微段的平均温度和驻留时间；根据上一结点冷却剂的浓度计算出下一个结点冷却剂的浓度和生成各组分的浓度，并由浓度差得到裂解反应的吸热量；其中，公式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：朱剑琴，陶智，程泽源，李海旺，邵文清，郭帅帅，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11