Resumen

Con el fin de ampliar la capacidad de refrigeración de la protección térmica en varios sistemas de propulsión avanzados, se ha propuesto el uso de hoyuelos como dispositivo eficaz de mejora de la transferencia de calor con baja pérdida de presión en los canales de refrigeración regenerativa de un scramjet. En este trabajo, se realiza una simulación numérica para investigar el efecto de la relación profundidad-diámetro del hoyuelo en las características de flujo y transferencia de calor del combustible de hidrocarburo supercrítico dentro del canal de refrigeración. Se adopta el factor de rendimiento térmico para evaluar la transferencia de calor local sintética. Los resultados muestran que el aumento de la relación profundidad-diámetro de los hoyuelos h/dp puede reducir significativamente la temperatura de la pared y mejorar la transferencia de calor dentro del canal de refrigeración, pero al mismo tiempo aumenta la pérdida de presión. La razón es que cuando h/dp aumenta, las zonas de recirculación en el interior de los hoyuelos se amplían y el punto de reenganche se desplaza aguas abajo, lo que aumenta tanto la zona de alto Nu en el borde posterior del hoyuelo como la zona de bajo Nu en la parte delantera del mismo. Además, cuando la temperatura del fluido se acerca a la temperatura pseudocrítica del fluido, la aceleración local causada por el cambio drástico de las propiedades del fluido reduciría el incremento de la transferencia de calor y también la pérdida de presión. En este estudio, la relación óptima entre la profundidad y el diámetro del hoyuelo en el canal de refrigeración regenerativo de hidrocarburos es de 0,2.

• Materias:Automatización Aerodinámica Motores (Mecánica) Cinemática Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Automation Aerodynamics Engines Kinematics Aeronautical Engineering
• Palabras claves:relación de diámetros, pérdida de presión, profundidad de los hoyuelos, transferencia de calor, características de la transferencia de calor, temperatura pseudocrítica del fluido, área de alta nu, combustible de hidrocarburo supercrítico, sistema de propulsión avanzado, transferencia de calor efectiva
• Keywords:diameter ratio, pressure loss, dimple depth, heat transfer, heat transfer characteristics, fluid pseudocritical temperature, high nu area, supercritical hydrocarbon fuel, advanced propulsion system, effective heat transfer