آنالیز انتقال حرارت جابجایی متان در فشار فوق‌بحرانی در یک کانال خنک‌کاری بازیابی

یکی از مراحل مهم در طراحی زیرسامانه‌های فضایی تحلیل جامع رفتار حرارتی سیال خنک‌کننده درون کانال‌های خنک‌کاری بازیابی برای دست یابی به طراحی بهینه، بهبود عملکرد و افزایش عمر می‌باشد. در سامانه‌های پیشران متان پایه، تحلیل حرارتی خنک ‌کننده‌ متانی برای پیش‌بینی خواص ترمودینامیکی که وابسته به دمای محلی و فشار می‌باشند، اهمیت ویژه‌ای دارد. خنک‌کننده‌ متانی با پدیده‌هایی از جمله تغییر رژیم جریان و افت انتقال حرارت به دلیل گرادیان دمای بالای نزدیک دیواره، عدد رینولدز بالا و هندسه سه‌بعدی مسیرها مواجه خواهد شد. در پژوهش حاضر، حلگری سه‌بعدی برای شبیه‌سازی انتقال حرارت جابجایی جریان متان فوق‌بحرانی درون کانال خنک‌کاری مستطیلی توسعه داده شده است. اعتبارسنجی حلگر با استفاده از داده های تجربی متان در آزمون‌های mtp انجام شده و دقت روابط ناسلت مختلف برای تخمین ضریب انتقال حرارت متان در فشارهای فوق‌بحرانی ارزیابی شده‌اند. به‌علاوه، روابط عدد ناسلت موجود برای متان فوق‌بحرانی درون کانال مستطیلی توسعه داده شده‌اند. دقت روابط اصلاح ‌شده در فشارهای خروجی، شارهای دیواره و دبی‌های ورودی مختلف مطالعه شده‌اند. روابط ناسلت اصلاح‌ شده در فشارهای بالاتر از 8 mpa و نرخ  انتقال حرارت کمتر از 13 kw خطای کمتر از 10% دارند.‌