真空背压下多截面细径管内气体流动特性分析

采用数值模拟方法研究了真空背压下多截面细径管的气体流动问题,并结合理论和实验结果对管内气体流动特性进行了分析。研究结果表明:在初始时间段,容器压力下降较快,细径管内气体处于流动壅塞状态,壅塞状态稳定后,流速下降缓慢,使得壅塞流动状态可以持续很长时间;壅塞状态下,容器压力随时间呈对数衰减关系,容器压力越小,壅塞状态持续时间越短。同时,壅塞状态下截面突变区域出现了膨胀波和超声速环。随着容器压力的进一步下降,导管入口的流速降低以及导管长度小于临界管长,不足以使气流加速到音速,产生壅塞条件不足,导管Ⅱ内的壅塞状态率先结束,导管Ⅲ和导管Ⅰ内的壅塞现象依次消失。细径管内气体转为层流状态,容器压力下降较慢。数值模拟结果与实验结果吻合较好,为多截面细径管内气体流动特性分析提供依据。