آناليز انتقال حرارت جابجايي متان در فشار فوق‌بحراني در يك كانال خنك‌كاري بازيابي

يكي از مراحل مهم در طراحي زيرسامانه‌هاي فضايي تحليل جامع رفتار حرارتي سيال خنك‌كننده درون كانال‌هاي خنك‌كاري بازيابي براي دست يابي به طراحي بهينه، بهبود عملكرد و افزايش عمر مي‌باشد. در سامانه‌هاي پيشران متان پايه، تحليل حرارتي خنك ‌كننده‌ متاني براي پيش‌بيني خواص ترموديناميكي كه وابسته به دماي محلي و فشار مي‌باشند، اهميت ويژه‌اي دارد. خنك‌كننده‌ متاني با پديده‌هايي از جمله تغيير رژيم جريان و افت انتقال حرارت به دليل گراديان دماي بالاي نزديك ديواره، عدد رينولدز بالا و هندسه سه‌بعدي مسيرها مواجه خواهد شد. در پژوهش حاضر، حلگري سه‌بعدي براي شبيه‌سازي انتقال حرارت جابجايي جريان متان فوق‌بحراني درون كانال خنك‌كاري مستطيلي توسعه داده شده است. اعتبارسنجي حلگر با استفاده از داده هاي تجربي متان در آزمون‌هاي MTP انجام شده و دقت روابط ناسلت مختلف براي تخمين ضريب انتقال حرارت متان در فشارهاي فوق‌بحراني ارزيابي شده‌اند. به‌علاوه، روابط عدد ناسلت موجود براي متان فوق‌بحراني درون كانال مستطيلي توسعه داده شده‌اند. دقت روابط اصلاح ‌شده در فشارهاي خروجي، شارهاي ديواره و دبي‌هاي ورودي مختلف مطالعه شده‌اند. روابط ناسلت اصلاح‌ شده در فشارهاي بالاتر از 8 MPa و نرخ  انتقال حرارت كمتر از 13 kW خطاي كمتر از 10% دارند.‌