發(fā)布時間：2024-07-11 03:00

　　針對不同進汽參數(shù)條件下水蒸氣從過熱區(qū)膨脹進入濕蒸汽區(qū)的自發(fā)凝結規(guī)律問題,采用數(shù)值模擬方法研究其流過拉伐爾噴管時在非平衡和平衡條件下的凝結特性,分析了進汽參數(shù)對水蒸氣非平衡凝結過程的過冷度、液滴數(shù)、濕度、壓比以及馬赫數(shù)的影響,比較了其平衡凝結和非平衡凝結特性的差異。結果表明:當進汽壓力較低時,水蒸氣非平衡凝結過冷度較大,壓力和馬赫數(shù)的突躍現(xiàn)象顯著;隨著進汽壓力提高,非平衡凝結造成的參數(shù)突躍變化減小,出口濕度逐漸增大,當p/pc為0.8時,出口濕度超過了20%。通過比較水蒸氣的平衡凝結和非平衡凝結特性,發(fā)現(xiàn)噴管進汽壓力較低時,水蒸氣非平衡凝結與平衡凝結計算結果的差異顯著,Wilson點在平衡態(tài)中濕度達到8.40%;而當進汽壓力接近臨界壓力時,平衡凝結的計算結果基本接近非平衡凝結的結果,Wilson點在平衡態(tài)中的濕度僅為1.98%。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖2噴管的幾何參數(shù)[18]

采用Clifford等人的噴管幾何模型[18]作為水蒸氣凝結流動實驗用噴管，圖2給出了其幾何參數(shù)。2.2數(shù)值方法及邊界條件

圖3噴管進出口參數(shù)在水蒸氣溫熵圖上的位置

針對圖2的噴管幾何模型，采用結構化網(wǎng)格剖分計算域，如圖4a所示。分別采用網(wǎng)格數(shù)為24萬、32萬、60萬、80萬進行數(shù)值計算，圖4b為不同網(wǎng)格數(shù)下壓比沿噴管軸線的分布，可以看出，不同網(wǎng)格數(shù)下的壓比較為接近，且當網(wǎng)格數(shù)大于32萬時，噴管中壓力分布趨于一致。因此，本文選取32萬的網(wǎng)格開....

圖4計算域網(wǎng)格及不同網(wǎng)格數(shù)下壓比沿噴管軸線的分布

圖3噴管進出口參數(shù)在水蒸氣溫熵圖上的位置基于網(wǎng)格無關性驗證結果，設置噴管進口總壓為43kPa，進口總溫為366K，湍流模型選用標準k-ε模型，按噴管出口給定超聲條件進行計算，其數(shù)值結果與Clifford等人的實驗結果的比較如圖5所示。從圖中可以看出，當X=22.93mm時，數(shù)值....

圖5沿噴管軸線分布壓比的數(shù)值結果與實驗結果對比

基于網(wǎng)格無關性驗證結果，設置噴管進口總壓為43kPa，進口總溫為366K，湍流模型選用標準k-ε模型，按噴管出口給定超聲條件進行計算，其數(shù)值結果與Clifford等人的實驗結果的比較如圖5所示。從圖中可以看出，當X=22.93mm時，數(shù)值計算結果能夠準確體現(xiàn)由非平衡凝結造成的壓力....

本文編號：4005150