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超音速飞行器发动机的温度及热流密度都很高,需要一个良好的冷却系统对其进行“热管理”。再生式冷却系统则被认为是一个既有效又可行的冷却方法。常规的可再生冷却系统利用发动机的燃料(如航空煤油)作为工质,而本文依据纳米流体特殊的换热特性(如高导热系数等)提出利用纳米流体燃料作为冷却工质的想法,并通过实验研究了超临界压力下,纳米流体燃料在竖直管内的换热特性,分析不同参数对换热的影响。本文利用“两步法”制备了相对稳定的A1203-煤油和稳定的Fe304-煤油纳米流体,并分析了不同压力(2.5～4.5MPa)、质量流量(2.0-3.5g/s)、热流密度(150～300kW/m2)和纳米颗粒浓度(0.02～0.1wt%)对超临界压力下纳米流体换热特性的影响。结果如下：(1)超临界压力下,纳米流体在竖直管内沿管长呈现不同的换热规律,可分为三个区域：进口段温度-热边界层主导区域、中间段过渡区域以及出口区段“类膜态”换热区域。进口段换热热阻在于热边界层厚度,而出口段的换热热阻为低密度、低粘度、低导热系数的超临界流体膜。(2)流体质量流量的提高或者工作压力的提高均会使纳米流体在竖直管内流动换热效果变好。流量的提高可以提高流动Re数,增大流体冲刷管壁的效果；压力的提高会使相同温度下的近壁面流体远离“类膜态”换热,从而提高换热效果。(3)热流密度对流体的换热效果的影响比较复杂：一方面,热流密度的提高会加大近壁面温度梯度,增强混合对流对换热的强化作用；另一方面,壁面温度的升高又会使近壁面流体产生“类膜态”的换热规律,恶化传热。(4)纳米颗粒的添加对A1203-煤油纳米流体和Fe304-煤油纳米流体在超临界压力下的换热均具有恶化效果。颗粒的含量越高,颗粒与壁面的碰撞几率越大,颗粒对管壁改造作用更厉害,内管壁的粗糙度更低,故对流体的换热效果的负面影响越大。