超临界CO₂三角冷却通道

综合热性能最优

采用三角截面与对向流设计，在超临界CO₂冷却中兼顾高换热系数与低摩擦损失，优于圆形和方形截面。

Xinrui, Zhang · Wenjie, Guo · 高广军 · Xi, Wenxiong · 刘建 · Sunden, B.

International Journal of Thermal Sciences 2025

参数信息

最高壁温降幅

10 %

换热性能提升

16.7 %

技术优势

综合热性能最优

三角截面通道在第一和第二定律分析下均表现最佳，换热最高且熵产较低，意味着在给定泵功下能带走更多热量。

壁温再降至少10%

采用相邻通道对向流布置，增强了冷热流体间的换热，同时改善壁温均匀性，从而降低峰值温度。

铜壁提升换热16.7%

与高温合金相比，铜的高导热系数显著降低壁面热阻，从而大幅提升整体换热性能。

应用场景

• 高超声速飞行器热防护：为Ma≥8飞行器的燃烧室壁提供辅助冷却，防止超温失效。
• 超燃冲压发动机再生冷却：作为超燃冲压发动机再生冷却系统的冷却介质，可替代部分煤油以提升冷却能力。
• 高温材料冷却通道：用于高温部件中的冷却通道，可降低壁温并改善温度分布均匀性。
• 紧凑式换热器：三角截面通道可在紧凑空间内实现高换热效率与低流动阻力。