超臨界流體旋轉(zhuǎn)傳熱試驗臺開發(fā).pdf

1、碳氫燃料作為冷卻劑在超臨界狀態(tài)下會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀物附著在管道中，極易堵塞通道，嚴重時引起災(zāi)難性后果。此外，流體在高速旋轉(zhuǎn)管道中受到離心力和科氏力作用，傳熱機理復(fù)雜。因此，充分研究碳氫燃料冷卻劑性能變化對完善系統(tǒng)設(shè)計至關(guān)重要。受清華大學(xué)熱能工程系工程熱物理研究所委托，本文設(shè)計研發(fā)了一套用于研究超臨界流體在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的傳熱性能的試驗臺。完成的主要工作如下:
　　(1)完成轉(zhuǎn)子試驗臺主機結(jié)構(gòu)設(shè)計。試驗臺通過同步帶輪增

2、速，設(shè)計轉(zhuǎn)速為3300rpm。旋轉(zhuǎn)超臨界管路系統(tǒng)的出口壓力最高6MPa，燃料出口溫度可達500℃。共設(shè)有三段試驗管路:離心段、水平段和向心段，每段管路可布置20個測溫點。
　　(2)完成試驗平臺自動化測控系統(tǒng)開發(fā)，主要包括電控硬件和軟件設(shè)計?？刂葡到y(tǒng)采用典型的上、下位機控制方式，以西門子PLC作為核心控制器;數(shù)據(jù)采集作為獨立系統(tǒng)，完成試驗臺全部數(shù)據(jù)的采集顯示與保存。
　　(3)充分考慮超臨界管路技術(shù)難點，采用短路通電加熱的方