隨著人們對(duì)環(huán)境和能源問(wèn)題的日益關(guān)注,噴射器由于其可以使用低品位熱源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn),在各個(gè)領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在噴射器的內(nèi)部流場(chǎng)中,馬赫波產(chǎn)生在噴嘴出口和擴(kuò)壓室。在不同膨脹比下,噴管出口的馬赫波呈現(xiàn)為膨脹波、斜激波和正激波。通過(guò)氣體動(dòng)力學(xué)理論研究了以水蒸氣、氨、R22、R290、R134a和R600a為工質(zhì)的噴射器噴嘴出口馬赫波的特性。結(jié)果表明,在噴嘴出口存在斜激波或膨脹波時(shí),在低膨脹比下,絕熱指數(shù)越高,馬赫波強(qiáng)度越高;絕熱指數(shù)的不同對(duì)工作流體經(jīng)過(guò)馬赫波的氣流轉(zhuǎn)折角有明顯影響。同時(shí),膨脹波強(qiáng)度和激波強(qiáng)度也隨著噴嘴錐角的增大而減小。因此,為了獲得更高的效率,噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該有一個(gè)最優(yōu)的參數(shù)范圍。建立噴射器內(nèi)部流場(chǎng)激波的數(shù)學(xué)模型,計(jì)算了噴嘴出口激波和膨脹波的波長(zhǎng)。噴嘴距是影響噴射器性能的一個(gè)重要參數(shù),研究其對(duì)噴射器性能的影響,對(duì)優(yōu)化噴射器性能有著重要的意義。本文利用Comsol進(jìn)行數(shù)值模擬,獲得固定工況參數(shù)下,不同噴嘴距對(duì)引射系數(shù)的影響的規(guī)律和噴嘴出口處激波束的變化規(guī)律。模擬研究發(fā)現(xiàn),隨著NXP的逐漸增加,噴射器在第一個(gè)激波段內(nèi)的噴射系數(shù)首先達(dá)到一個(gè)極大值,然后減小,并在后面重復(fù)出現(xiàn)呈現(xiàn)一定的波動(dòng)性。由于噴射器工況的不穩(wěn)定,NXP并不存在一個(gè)最佳值,但噴射器NXP應(yīng)存在一個(gè)最佳區(qū)間。同時(shí)對(duì)最佳混合室直徑進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和仿真模擬,得出了混合室結(jié)構(gòu)對(duì)激波和噴射器引射性能的影響。認(rèn)為最佳噴嘴距的確定與混合室的直徑和激波長(zhǎng)度均有關(guān)系。
【學(xué)位單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TB657
【部分圖文】：

２．?１噴嘴出口馬赫波成因及數(shù)學(xué)模型??目前，拉瓦爾噴管作為噴嘴被廣泛使用于噴射器中，采用拉瓦爾噴管可以使工作流??體在進(jìn)入引射室之前得到充分的加速和膨脹。如圖２－１所示，噴射器通常包括一個(gè)動(dòng)力??噴嘴、引射室、混合室和擴(kuò)壓室４個(gè)部分。高溫高壓的工作流體經(jīng)過(guò)拉瓦爾噴管被加速??到超音速進(jìn)入到引射室卷，吸引射室內(nèi)的引射流體，直到兩股流體在混合室內(nèi)混合完畢??后，混合流體經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓室增壓，速度降低、壓力增高從擴(kuò)壓室出口排出。??２．?１．１噴嘴附近馬赫波成因??為了簡(jiǎn)化分析，在不失去一般性的前提下，做了如下假設(shè)：??（１）

?２．２?２Ａ?Ｚ６??ｅｘｐａｎｓｉｏｎ?ｒａｔｉｏ?Ｅ??圖２－３膨脹比對(duì)激波前后壓比值的影響??Ｆｉｇ．２－３?Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ?ｏｆ?ｅｘｐａｎｓｉｏｎ?ｒａｔｉｏ?ｏｎ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｒａｔｉｏ?ｂｅｆｏｒｅ?

當(dāng)噴射器的結(jié)構(gòu)一定（噴嘴截面比ＡＶＡＣＫ３）時(shí)，膨脹比的大小決定噴嘴出口馬赫??波的類(lèi)型、位置、強(qiáng)度等激波特性。隨著膨脹比從１開(kāi)始不斷增大，首先噴嘴喉部附近??出現(xiàn)正激波，并隨著膨脹比的增大，激波截面比也隨之增大最終達(dá)到噴嘴處口位置，此??時(shí)ｌ／Ｅ＝（Ｐｂ／Ｐ＞。由圖２－２可以看出對(duì)于不同工質(zhì)，膨脹比對(duì)管內(nèi)正激波位置影響不大，??進(jìn)體現(xiàn)為絕熱指數(shù)大的隨著膨脹比的增大，其后移速度隨絕熱指數(shù)ｋ的增大而減小，對(duì)??于單一工質(zhì)，激波位置移動(dòng)速度隨膨脹比增大放緩。當(dāng)膨脹比一定時(shí)，工質(zhì)氨、蒸汽、??Ｒ２２、Ｒ２９０、Ｒ１３４ａ和Ｒ６００ａ正激波截面比依次增大，激波前后壓力比依次減小。表明??工質(zhì)的絕熱指數(shù)越大受到激波的干擾越大，相同工況下，絕熱指數(shù)越大的工質(zhì)，正激波??截面比越小，強(qiáng)度越大。??噴嘴錐角對(duì)氣流轉(zhuǎn)折角有一定的影響，從膨脹波角和激波角來(lái)看，噴嘴錐角的增大??會(huì)導(dǎo)致膨脹波角的增大，但對(duì)于低絕熱系數(shù)的制冷工質(zhì)影響很小，馬赫角的變化并不明??顯。??ｓｔｅａｍ??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2848343