CN115931967A - 一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统，包括：冷却液供给段、预冷段、传热段和背压模拟段，其中：传热段包括加热炉，加热炉包括炉体和盖设于炉体上的上盖板；上述炉体的内腔由上下相连通的上部腔室和下部腔室组成，且上部腔室的上端开设有连通孔，下部腔室内设置有加热体；在上盖板的上壁上，且沿其前后走向的中轴线上设置有向上突起的长方体块；在长方体块内，且位于上部腔室的上方设置有轴向的铣槽式再生冷却通道；在长方体块上，沿其轴向间隔开设有多组热电偶插入孔；下部腔室受热后，用于将热量传输至上部腔室，并由连通孔溢出对再生冷却通道的底部单侧加热。该两相传热实验系统压力可调，以热流作为热边界条件。

Description

一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统及实验方法

技术领域

本发明属于微通道相变传热技术领域，尤其涉及一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统及实验方法。

背景技术

在液体火箭发动机中利用再生冷却是维持推力室不受热流破坏最常用和有效的方法，再生冷却通道内冷却液可能会历经单相传热、沸腾相变传热过程，微通道内相变传热过程非常复杂。

近年来对于再生冷却通道内冷却液传热特性的研究大多集中于数值研究，而少有开展的实验研究也主要集中于水或煤油等常用发动机冷却液，其换热特性也已获得较为成熟的换热关联式。而对于冷却液采用其他物质的新型火箭发动机而言，高压高热流的边界条件使得现有该冷却液换热关联式难以进行推广。

另外，现有实验系统中还存在以下不足：1.主要集中于常压或定压研究；2.集中于圆管式通道研究；3.以热壁面温度作为衡量热边界信号；4.微通道内的传热特性数据通常以管内平均值为结果。因此设计一种压力可调、以热流作为热边界条件的铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统，研究不同冷却液的换热性能具有非常重要的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统及实验方法，压力可调，以热流作为热边界条件的铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统。

本发明采用以下技术方案：一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统，包括：冷却液供给段、预冷段、传热段和背压模拟段，其中：传热段包括加热炉，加热炉包括炉体和盖设于炉体上的上盖板；上述炉体的内腔由上下相连通的上部腔室和下部腔室组成，且上部腔室的上端开设有连通孔，下部腔室内设置有加热体；

在上盖板的上壁上，且沿其前后走向的中轴线上设置有向上突起的长方体块；在长方体块内，且位于上部腔室的上方设置有轴向的铣槽式再生冷却通道；

在长方体块上，沿其轴向间隔开设有多组热电偶插入孔；

下部腔室受热后，用于将热量传输至上部腔室，并由连通孔溢出对再生冷却通道的底部单侧加热；

冷却液供给段，用于将冷却液以恒定的流量输入预冷段；

预冷段，用于将冷却液冷却维持在设定的冷却通道的入口温度，并输送至再生冷却通道；

背压模拟段，用于模拟再生冷却通道的压力环境，并与再生冷却通道相连通。

进一步地，该背压模拟段包括管路连通的背压罐和背压气源，背压罐设置有第一出口和第二出口，其第一出口与再生冷却通道相连通，其第二出口连接有管路，在管路上设置有泄气流量调节阀；

背压罐内用于维持设定的工作压强，且通过第二出口的开度大小调节其内的工作压强。

进一步地，该冷却液供给段包括：冷却液瓶、氮气瓶和冷却液储箱，其中：

冷却液储箱，其内同轴设置有活塞，且由活塞将其内分为上下两个独立的腔室，且下腔室连通有两路管路；

冷却液瓶，竖直放置，其底部出口并行两路管路，一路为加注管路。与冷却液储箱的下腔室的一路管路相连接；

氮气瓶，通过挤压气路与冷却液瓶的上腔室相连通，用于将高压氮气注入上腔室内，为活塞提供向下运动挤压冷却液的动力。

进一步地，该预冷段包括预冷管，预冷管为一换热器，包括一封闭管体，管体内轴向设置有一螺旋管；

螺旋管的下端进口与冷却液瓶的另一管路相连通，上端出口与再生冷却通道的进口相连通；

管体下端进口与冷却液瓶相连通，上端出口设置有泄气孔板，泄气孔板用于将管体内的冷却液泄压蒸发，吸收管内热量。

进一步地，该每组热电偶插入孔为三个，其中两个位于再生冷却通道的底部下方，一个位于冷却通道的上方，且三个热电偶插入孔在竖直方向上间隔排布。

进一步地，该上部腔室为左右走向的长条状，下部腔室的宽度大于上部腔室的宽度，长度与上部腔室的长度相一致。

进一步地，在加热炉的前侧壁上，左右间隔轴向开设有两个加热孔(17)，且各加热孔(17)均与加热炉腔的下部腔室相连通，各加热孔(17)内均轴向插入一加热棒，且各加热棒均通入加热炉腔的下部腔室内，用于加热下部腔室。

本发明还公开了上述的一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验方法，该实验方法如下：

将再生冷却通道沿轴向划分成多个依次相邻的计算单元，

在已加热，但再生冷却通道内未通入冷却液时，测得再生冷却通道入口处，且位于再生冷却通道的底部下方热电偶插入孔所在处的温度T₁₀与T₁₁，热电偶插入孔间的间距为δ，利用傅里叶导热定律可得加热炉所提供的热流密度有：

；

式中λ(T₁)为冷却通道壳体材料导热系数，且：

；

再生冷却通道内通入冷却液后，其引起冷却通道上下壳体温度变化所需的热量为：

其中：cp_wmx1j和m_x1j分别为该第一个计算单元下壳体不同壁面中心定性温度下的定压比热及其壳体质量，下标j分别代表上下和两侧壁面标号；T_wmx1j和T′_wmx1j分别为在前后时刻壳体壁面定性温度，其取值为壁面温度均值；t为通入冷却液至测点温度稳定所需的时间；

则冷却液所在的冷却通道的换热系数可以表示为：

其中：T_wlb1为再生冷却通道下壁面温度；

将前一计算单元的出口条件作为下一计算单元的入口条件，计算得到冷却通道轴向所有计算单元的换热系数。

进一步地，该T_wlb1的计算如下：

由傅里叶导热定律确定，壳体导热率选取T₁₁′作为定性温度，则T_wlb1可表示为：

。

进一步地，该第一个计算单元中冷却液焓值的变化如下：

；

其中：h_m1为在第一个计算单元中主流体焓值，j/kg；h_in为主流体入口焓值，j/kg；Q_x1为主流体引起通道上下壳体温度变化的热量；Q_loss为实验段热量损失，忽略不计；

为质量流量，kg/s。

本发明的有益效果是：1.再生冷却通道内冷却液传热特性最为直接的表征参数为局部换热系数，在长方体块上，沿其轴向间隔开设有多组热电偶插入孔，通过测量各热电偶插入孔内的温度，不会对冷却液造成扰动，且又能得到真实的温度值，由此得出精确的换热系数。2.以电加热硅碳棒辐射再生冷却通道下壁面的方式，实现再生冷却通道单侧受热，为再生冷却通道提供热流边界条件，来模拟发动机燃烧室壁面的热流条件。3.使用焓值法来确定冷却液主流温度，即冷却液在一定条件下受热升温到某一温度的物理吸热量，焓值与温度和压力有关，在压强一定的情况下，焓值仅为与温度有关的函数。4.采用背压模拟段为再生冷却通道供气，使背压罐中冷却液汽化后流入量和气体流出量相等来保证，且根据不同工况的压强，调整背压罐中的压强，以改变再生冷却通道内的压强。

附图说明

图1为铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统的结构示意图；

图2为传热段的结构示意图；

图3为再生冷却通道结构示意图；

图4为冷却液供给段结构示意图；

图5为冷却段结构示意图；

图6为背压模拟段结构示意图；

图7为换热系数计算示意图；

其中：A.冷却液供给段；B.预冷段；C.传热段；D.背压模拟段；1.冷却液瓶；2.氮气瓶；3.泄压孔板；4.冷却液储箱；5.活塞；6.预冷管；7.螺旋管；8.泄气孔板；9.加热炉；10.再生冷却通道；11.加热炉腔；12.加热棒；13.背压罐；14.背压气源；15.热电偶插入孔；16.测温孔；17.加热孔；M1.挤压进气电磁阀；M2.上腔室泄气电磁阀；M3.背压进气电磁阀；M4.背压泄气电磁阀；G1.储箱进液球阀；G2.传热段前球阀；G3.传热段后球阀；G4.预冷段进液球阀；F1.泄气流量调节阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统，以液体二氧化碳为冷却液为例，如图1所示，包括：依次相连通的冷却液供给段A、预冷段B、传热段C和背压模拟段D；其中：

如图2和3所示，上述传热段C包括加热炉9，加热炉9包括炉体和盖设于炉体上的上盖板；

炉体的内腔由上下相连通的上部腔室和下部腔室组成，且上部腔室的上端开设有连通孔，下部腔室内设置有加热体；

在上盖板的上壁上，且沿其前后走向的中轴线上设置有向上突起的长方体块；在长方体块内，且位于上部腔室的上方设置有轴向的铣槽式再生冷却通道10；

在长方体块上，沿其轴向间隔开设有多组热电偶插入孔15；

下部腔室受热后，用于将热量传输至上部腔室，并由连通孔溢出对再生冷却通道10的底部单侧加热；

冷却液供给段A，用于将冷却液以恒定的流量输入预冷段B；

预冷段B，用于将冷却液冷却维持在设定的冷却通道11的入口温度，并输送至再生冷却通道10；

背压模拟段D，用于模拟再生冷却通道10的压力环境，并与再生冷却通道10相连通。

炉体为封闭的长方体状，其内腔由上下相连通的上部腔室和下部腔室组成，且上部腔室的上端与外界相连通；其中，上部腔室为左右走向的长条状，下部腔室的宽度大于上部腔室的宽度，长度与上部腔室的长度相一致。如上部腔室的规格为10mm×300mm。在炉体外包覆有不锈钢外壳，外壳与炉体间填塞有硅酸铝陶瓷纤维棉，用来保温。时在加热炉外壳内的底部布置四个角铁支架，以支撑固定限位炉体位置，确保辐射热源作用在再生冷却通道11底部。

在上盖板的上壁上，且沿其前后走向的中轴线上设置有向上突起的长方体块；在长方体块内设置有轴向的铣槽式再生冷却通道11，且再生冷却通道11位于上部腔室的正上方。再生冷却通道11的长度小于上部腔室的长度。铣槽式再生冷却通道11的截面可设为2mm×2mm。

上述加热炉9炉体采用耐高温刚玉莫来石材质，尺寸为430mm×270mm×230mm，炉壁厚均为30mm。在加热炉9的前侧壁上开设有一与上部腔室相连通的测温孔16，测温孔16内径为11mm，在测温孔16内轴向插设有一铂铑热电偶，用于实时量测上部腔室内的温度。

为了更好在流道长度方面研究冷却液流动与传热特性，将冷却通道11的长度设计为280mm，与发动机燃烧室长度相近。在长方体块上，沿其轴向间隔开设有多组热电偶插入孔15，每组中有三个，其中两个位于冷却通道11的底部下方，一个位于却通道11的上方，其三个热电偶插入孔在竖直方向上间隔排布。

以再生冷却通道10的长度设计为280mm为例，沿其轴向间隔开设有9组热电偶插入孔15，每组中上下孔相距9mm，各孔的深度为15mm，内径为1.1mm。各孔中均同轴插入一K型内径1mm探针热电偶。

在加热炉9的前侧壁上，左右间隔轴向开设有两个加热孔17，且各加热孔17均与加热炉腔11的下部腔室相连通。如两个加热孔17的间距设置为40mm，各加热孔17的内径设置为18mm，各加热孔17内均轴向插入一加热棒12，且各加热棒12均通入加热炉腔11的下部腔室内，用于加热下部腔室。加热棒12为电加热硅碳棒，使用两根内径为14mm的硅碳棒串联而成，其中间热端长度为280mm，考虑到加热棒12与加热炉9配合问题，其前后两端冷端对称布置共186mm。

下部腔室受热后，与上部腔室相连通，则上部腔室被加热，热量由上部腔室的上端溢出，对冷却通道11的底部加热，相当于对冷却通道11提供了单侧受热的环境。由于采用电加热辐射传热的方式加热，则能为冷却通道提供热流边界条件。

如图6所示，背压模拟段D包括管路连通的背压罐13和背压气源14，背压罐13设置有第一出口和第二出口，其第一出口与再生冷却通道10相连通，其第二出口连接有管路，在管路上设置有泄气流量调节阀F1；

背压罐13内用于维持设定的工作压强，且通过第二出口的开度大小调节其内的工作压强。

如图4所示，冷却液供给段A包括：冷却液瓶1、氮气瓶2和冷却液储箱4，其中：

冷却液储箱4，其内同轴设置有活塞5，且由活塞5将其内分为上下两个独立的腔室，且下腔室连通有两路管路；

冷却液瓶1，竖直放置，其底部出口并行两路管路，一路为加注管路。与冷却液储箱4的下腔室的一路管路相连接；

氮气瓶2，通过挤压气路与冷却液瓶1的上腔室相连通，用于将高压氮气注入上腔室内，为活塞5提供向下运动挤压冷却液的动力。

如图5所示，预冷段B包括预冷管6，预冷管6为一换热器，包括一封闭管体，管体内轴向设置有一螺旋管7；管体外包覆丁腈橡胶耐低温棉进行保温。螺旋管7的下端进口与冷却液瓶1相连通，上端出口连接有管路，与再生冷却通道10的进口相连通，管体下端进口与冷却液瓶1相连通，上端出口设置有泄气孔板8，泄气孔板8用于将管体内的冷却液泄压蒸发，吸收管内大量热量，进而与螺旋管7内冷却液进行对流换热。

上述背压模拟段D，用于模拟再生冷却通道11内的环境压力，且在实验过程中需维持背压稳定；其包括管路连通的背压罐13和背压气源14，背压气源14预先向背压罐13充气至设定的工作压强。背压罐13的出口设置有气体流量调节阀。为使实验过程中背压罐13工作压强稳定，可通过使背压罐13中冷却液汽化后流入量和气体流出量相等来保证。流入量为给定参数，可通过节流孔板内径或节流孔板前后压差来确定。流出量可以通过改变气体流量调节阀电流输入值来实现开度变化，假设认为冷却液完全以气相流入背压罐13中，则可利用气体流量公式计算出理论泄压开度。在实际工作过程中，无法确定冷却液实时是以气液两相或气相状态流入背压罐13中，且两相流中液相部分在背压罐13中汽化是需要一定时间，因而理论预估的泄压孔板内径与实际所需内径有一定偏差，实验期间需要对泄压开度进行微调。

采用上述一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统的实验方法大体分为六个过程：实验准备过程、冷却液储箱4加注过程、预冷段B预冷过程、确定气体流量调节阀电流开度过程、传热实验过程和实验结束过程，具体实验过程如下：

实验准备过程：检查测试信号、各部件工作是否正常，检查气源、液源是否充足。

冷却液储箱4加注过程：开启冷却液瓶1及相应管路手阀，测量液源压力。开启挤压气源氮气瓶，并通过减压阀控制挤压气源总压，启动挤压进气电磁阀M1使得冷却液储箱4的上腔室的压力略大于液源压力。上腔室泄气电磁阀M2和储箱进液球阀G1同时启动，直至冷却液储箱4加满。加注完成后，启动挤压进气电磁阀M1，使上腔室至设定压力。

预冷段B预冷过程：开启预冷段进液球阀G4短暂预冷管路，继续启动预冷段进液球阀G4，冷却预冷管6，同时监测螺旋管7管壁温度。

确定气体流量调节阀电流开度过程：打开背压气源14，通过减压阀控制气源输出压力，启动背压进气电磁阀M3，将背压罐13压力充至工作压强。通过冷却液设计流量来初步预估泄气流量调节阀电流开度。启动挤压进气电磁阀M1、传热段前球阀G2、传热段后球阀G3、泄气流量调节阀F1和背压泄气电磁阀M4，通过采集背压数值进而微调泄气流量调节阀F1电流开度。背压数值为一定值，在某一工况下流入为定值，当改变工况时，流入量相应改变，即通过泄气流量调节阀F调节。

传热实验过程：启动挤压进气电磁阀M1、传热段前球阀G2、传热段后球阀G3、泄气流量调节阀F1和背压泄气电磁阀M4，同时采集所需压强和温度信号。

实验结束过程：排出冷却液储箱4内残留冷却液，启动传热段前球阀G2、传热段后球阀G3、背压泄气电磁阀M4和泄气流量调节阀F1，并适当调整电流开度到最大，直至冷却液储箱4内残留冷却液排尽。启动冷却液储箱4的上腔室泄气电磁阀M2，将上腔室压力排尽。关闭背压气源14、冷却液瓶1、氮气瓶2和管路相应阀门，并最终排尽管路余气。关闭加热电源、测控系统，完成实验。

冷却液在铣槽式再生冷却通道传热属于微通道相变传热范畴，对于微尺寸的冷却通道，将测温探头直接伸进流道会引起流型扰动和流道截面尺寸变化，进而导致所得换热系数与实际情况有较大偏差。

为此本发明使用焓值法来确定冷却液主流温度，即冷却液在一定条件下受热升温到某一温度的物理吸热量，焓值与温度和压力有关，在压强一定的情况下，焓值仅为与温度有关的函数。

将再生冷却通道10沿轴向划分成具体的计算单元，由能量守恒原理可知第一个计算单元中冷却液焓值的变化等于单位质量冷却液的吸热量，则其有如下表达式：

其中：h_m1为在第一个计算单元中主流体焓值，j/kg；h_in为主流体入口焓值，j/kg；Q_x1为主流体引起通道上下壳体温度变化的热量，W；Q_loss为实验段热量损失。可忽略不计，W；

为质量流量，kg/s。

量测再生冷却通道10入口处的冷却液的初始T₀，在压力一定的情况下，可根据NIST数据库查得入口h_in焓值。

在实验开始前加热炉9启动预热，未通冷却流体时待测点，即位于再生冷却通道10的底部下方热电偶插入孔15所在处的温度稳定后测得T₁₀与T₁₁，且为再生冷却通道10进入端的第一个点，如图7所示；其中再生冷却通道10底部两测点间距为δ，利用傅里叶导热定律可得热源即加热棒所提供的热流密度有：

其中：λ(T₁)为冷却通道11壳体材料导热系数，其取值与温度有关，且有：

冷却通道11内通入CO₂冷却流体后，其引起冷却通道11上下壳体温度变化所需的热量为：

其中：：cp_wmx1j和m_x1j分别为该计算单元下壳体不同壁面中心定性温度下的定压比热及其壳体质量，下标j分别代表上下和两侧壁面标号。T_wmx1j和T′_wmx1j分别为在前后时刻壳体壁面定性温度，其取值为壁面温度均值。t为通入冷却液至测点温度稳定所需的时间。

确定第一个计算单元主流体受热源影响的焓值h_m1后，由于在压强一定情况下焓值与温度有关，则可根据NIST软件查得冷却液温度T_m1，则流体的再生冷却通道10四周的换热系数可以表示为：

其中：T_wlb1为冷却通道下壁面温度，其可由傅里叶导热定律确定，壳体导热率选取T₁₁′作为定性温度，则T_wlb1可表示为：

将前一计算单元的出口条件作为下一计算单元的入口条件，采用同样的计算方法便可将冷却通道11轴向所有测点处的换热系数测量出来。得到换热系数后，用于冷却流道10的参数设计。

Claims (10)

1.一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统，其特征在于，包括：冷却液供给段(A)、预冷段(B)、传热段(C)和背压模拟段(D)，其中：所述传热段(C)包括加热炉(9)，所述加热炉(9)包括炉体和盖设于炉体上的上盖板；

所述炉体的内腔由上下相连通的上部腔室和下部腔室组成，且上部腔室的上端开设有连通孔，下部腔室内设置有加热体；

在所述上盖板的上壁上，且沿其前后走向的中轴线上设置有向上突起的长方体块；在所述长方体块内，且位于所述上部腔室的上方设置有轴向的铣槽式再生冷却通道(10)；

在长方体块上，沿其轴向间隔开设有多组热电偶插入孔(15)；

所述下部腔室受热后，用于将热量传输至上部腔室，并由连通孔溢出对所述再生冷却通道(10)的底部单侧加热；

所述冷却液供给段(A)，用于将冷却液以恒定的流量输入所述预冷段(B)；

所述预冷段(B)，用于将冷却液冷却维持在设定的冷却通道(11)的入口温度，并输送至再生冷却通道(10)；

背压模拟段(D)，用于模拟再生冷却通道(10)的压力环境，并与再生冷却通道(10)相连通。

2.如权利要求1所述的一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统，其特征在于，所述背压模拟段(D)包括管路连通的背压罐(13)和背压气源(14)，所述背压罐(13)设置有第一出口和第二出口，其第一出口与所述再生冷却通道(10)相连通，其第二出口连接有管路，在所述管路上设置有泄气流量调节阀(F1)；

所述背压罐(13)内用于维持设定的工作压强，且通过第二出口的开度大小调节其内的工作压强。

3.如权利要求2所述的一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统，其特征在于，所述冷却液供给段(A)包括：冷却液瓶(1)、氮气瓶(2)和冷却液储箱(4)，其中：

所述冷却液储箱(4)，其内同轴设置有活塞(5)，且由活塞(5)将其内分为上下两个独立的腔室，且下腔室连通有两路管路；

所述冷却液瓶(1)，竖直放置，其底部出口并行两路管路，一路为加注管路。与冷却液储箱(4)的下腔室的一路管路相连接；

所述氮气瓶(2)，通过挤压气路与冷却液瓶(1)的上腔室相连通，用于将高压氮气注入上腔室内，为所述活塞(5)提供向下运动挤压冷却液的动力。

4.如权利要求3所述的一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统，其特征在于，所述预冷段(B)包括预冷管(6)，所述预冷管(6)为一换热器，包括一封闭管体，管体内轴向设置有一螺旋管(7)；

所述螺旋管(7)的下端进口与冷却液瓶(1)的另一管路相连通，上端出口与再生冷却通道(10)的进口相连通；

所述管体下端进口与冷却液瓶(1)相连通，上端出口设置有泄气孔板(8)，所述泄气孔板(8)用于将管体内的冷却液泄压蒸发，吸收管内热量。

5.如权利要求1、2、3或4所述的一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统，其特征在于，每组所述热电偶插入孔(15)为三个，其中两个位于所述再生冷却通道(10)的底部下方，一个位于所述冷却通道(11)的上方，且三个热电偶插入孔(15)在竖直方向上间隔排布。

6.如权利要求5所述的一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统，其特征在于，所述上部腔室为左右走向的长条状，下部腔室的宽度大于上部腔室的宽度，长度与上部腔室的长度相一致。

7.如权利要求1所述的一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验系统，其特征在于，在所述加热炉(9)的前侧壁上，左右间隔轴向开设有两个加热孔(17)，且各加热孔(17)均与加热炉腔(11)的下部腔室相连通，各加热孔(17)内均轴向插入一加热棒(12)，且各加热棒(12)均通入加热炉腔(11)的下部腔室内，用于加热下部腔室。

8.如权利要求1-7中任一项所述的一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验方法，其特征在于，该实验方法如下：

将所述再生冷却通道(10)沿轴向划分成多个依次相邻的计算单元，

在已加热，但再生冷却通道(10)内未通入冷却液时，测得再生冷却通道(10)入口处，且位于再生冷却通道(10)的底部下方热电偶插入孔(15)所在处的温度T₁₀与T₁₁，热电偶插入孔(15)间的间距为δ，利用傅里叶导热定律可得加热炉(9)所提供的热流密度有：

式中λ(T₁)为冷却通道壳体材料导热系数，且：

再生冷却通道(10)内通入冷却液后，其引起冷却通道(11)上下壳体温度变化所需的热量为：

其中：cp_wmx1j和m_x1j分别为该第一个计算单元下壳体不同壁面中心定性温度下的定压比热及其壳体质量，下标j分别代表上下和两侧壁面标号；T_wmx1j和T_w′_mx1j分别为在前后时刻壳体壁面定性温度，其取值为壁面温度均值；t为通入冷却液至测点温度稳定所需的时间；

则冷却液所在的冷却通道(11)的换热系数可以表示为：

其中：T_wlb1为再生冷却通道(10)下壁面温度；

将前一计算单元的出口条件作为下一计算单元的入口条件，计算得到所述冷却通道(11)轴向所有计算单元的换热系数。

9.如权利要求8所述的一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验方法，其特征在于，所述T_wlb1的计算如下：

由傅里叶导热定律确定，壳体导热率选取T₁₁′作为定性温度，则T_wlb1可表示为：

10.如权利要求9所述的一种铣槽式再生冷却通道两相传热实验方法，其特征在于，第一个计算单元中冷却液焓值的变化如下：

其中：h_m1为在第一个计算单元中主流体焓值，j/kg；h_in为主流体入口焓值，j/kg；Q_x1为主流体引起通道上下壳体温度变化的热量；Q_loss为实验段热量损失，忽略不计；

为质量流量，kg/s。

Images