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进行了Laval喷管的结构设计。基于真实气体状态方程和湍流方程,结合凝结成核与液滴生长理论,建立了描述喷管内超声速气体凝结流动的数学模型,进行了CO_2-CH_4气体凝结流动规律研究。研究结果表明:在特定的入口温度与压力条件下可以实现CO_2气体的凝结与脱除,当气体发生凝结后,喷管内形成气、液两相流动,产生的亚微米级微小液滴可随气流运动至喷管出口;CO_2气体成核过程在时间和空间上表现出急剧性,凝结核心形成后,液滴生长过程可维持较长时间和距离,直至液滴到达喷管出口;由于凝结的发生和液滴生长过程释放了大量潜热,喷管内表现出明显的凝结冲波现象,压力下降减缓,温度出现回升。 相似文献
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基于欧拉———欧拉双流体模型,建立气相及液相流动控制方程组,结合凝结成核与液滴生长理论,对喷管内CO_2气体的凝结特性进行了数值模拟研究。结果表明,采用的数学模型和数值计算方法可较准确地反映喷管内气体的凝结流动过程。CO_2气体凝结潜热较小,凝结冲波现象不明显;气体进入喷管特别是在经过喉部之后,在马赫数增大的同时,压力和温度降低,过冷度增加,最大可至30K左右,并于凝结发生后快速下降至约5K;CO_2气体成核过程在时间和空间上表现出急剧性。凝结起始位置距喉部约2.21mm,成核率由0激增至2.04×10~(21)m~(-3)·s~(-1),液滴数目达到10~(15)的数量级;凝结核心形成后,气体分子在一定的过冷度下在液滴表面团聚、液化,液滴半径和湿度迅速增加。成核过程结束后,已有凝结核心仍能不断生长,至喷管出口处液滴半径增至1.46×10~(-7 )m,湿度可达0.093 5。 相似文献
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