建立了氧氣在液氧流體中流動(dòng)冷凝過(guò)程的一維熱不平衡兩流體六方程模型,提出了氣泡冷凝模型,對(duì)過(guò)熱蒸氣狀態(tài)方程,相界面受力方程也進(jìn)行了改進(jìn)。研究了高溫氣氧射流冷凝過(guò)程的氣液兩相分布特性,包括兩相流速分布,聲速分布以及冷凝特征長(zhǎng)度L/d。分析了氣液流量比,液氧溫度和壓力對(duì)氣氧射流冷凝過(guò)程的影響,得出了提高液氧過(guò)冷度能夠減小氣氧射流冷凝特征長(zhǎng)度。獲得了冷凝特征長(zhǎng)度凝結(jié)關(guān)系式,仿真結(jié)果與氣氧射流冷凝試驗(yàn)結(jié)果一致,驗(yàn)證了熱不平衡兩流體模型求解氣氧射流冷凝問題在較大工況范圍的適應(yīng)性。

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圖1兩流體模型結(jié)構(gòu)示意圖

本文中所研究的氣氧射流冷凝過(guò)程是單噴嘴氣氧通過(guò)軸向射流進(jìn)入恒定流速液氧管路中的穩(wěn)態(tài)過(guò)程。模型共由6個(gè)方程構(gòu)成,分別為氣相和液相的質(zhì)量守恒方程,動(dòng)量守恒方程,以及兩相總能量守恒方程和氣相的能量方程。假設(shè)流體在管路中為一維流動(dòng),氣氧從管路初始端通過(guò)噴嘴以確定流量射流進(jìn)入主路液氧,數(shù)學(xué)....

圖2氣氧射流冷凝可視化試驗(yàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

表2試驗(yàn)參數(shù)Table2Parametersoftest工況壓力/MPa液氧溫度/K液氧流量/(L/s)氣氧溫度/K氣氧流量/(g/s)1102.55.07-3220.498.57-32393.55.72907-3240.23....

圖3空泡份額隨管路沿程分布

對(duì)上述工況進(jìn)行數(shù)值仿真,以工況3為例,分析氣氧射流在液氧中兩相流動(dòng)過(guò)程的形狀特征,兩相流速分布,聲速分布以及溫度分布。如圖3—圖5所示為不同氣氧流量下各參數(shù)的分布特征。氣氧從噴嘴射流進(jìn)入主路液氧,由于兩流體存在速度差和溫度差,兩相間產(chǎn)生了質(zhì)量、動(dòng)量和能量交換,沿主流流動(dòng)方向氣體迅....

圖4氣氧速度和液氧速度隨管路沿程分布

圖3空泡份額隨管路沿程分布圖5氣氧溫度和液氧溫度隨管路沿程分布

本文編號(hào)：3942549