本文關(guān)鍵詞：壓力振蕩管深度膨脹機(jī)理分析

  更多相關(guān)文章： 壓力振蕩管 深度膨脹 增壓 制冷 非定常流動(dòng)

【摘要】：在壓力振蕩管工作過(guò)程中,高壓氣體間歇性地射入管內(nèi)進(jìn)行膨脹。壓力振蕩管內(nèi)出現(xiàn)氣體膨脹后壓力低于背壓的現(xiàn)象,稱為氣體深度膨脹現(xiàn)象。深度膨脹的程度是以膨脹深度衡量的。研究壓力振蕩管深度膨脹機(jī)理對(duì)于提高壓力振蕩管制冷和增壓性能具有十分重要的意義和價(jià)值。本文采用理論分析,數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,對(duì)壓力振蕩管深度膨脹機(jī)理展開研究,研究結(jié)果和結(jié)論如下：(1)對(duì)壓力振蕩管內(nèi)膨脹特性理論進(jìn)行分析,研究表明：通過(guò)改變壓力振蕩管兩端邊界條件可以達(dá)到控制管內(nèi)壓力波類型的目的；通過(guò)匹配管兩端邊界條件以構(gòu)建管內(nèi)相關(guān)波系實(shí)現(xiàn)壓力振蕩管增壓或制冷功能。(2)通過(guò)數(shù)值的方法對(duì)壓力振蕩管與高壓噴嘴接通過(guò)程中深度膨脹規(guī)律進(jìn)行研究,研究結(jié)果表明,當(dāng)平移速度不變時(shí),管內(nèi)射入氣體質(zhì)量隨高壓噴嘴寬度呈線性變化；接觸面在壓力振蕩管內(nèi)運(yùn)動(dòng)距離與高壓噴嘴寬度呈冪函數(shù)變化關(guān)系,且冪指數(shù)小于1；膨脹深度隨高壓噴嘴寬度變化曲線呈上凸趨勢(shì),高壓噴嘴存在最優(yōu)寬度；高壓噴嘴最優(yōu)寬度與平移速度關(guān)系為Bh*=34.3vup-1.5,0.087vup0.15,相關(guān)系數(shù)R2=0.99；膨脹深度隨著膨脹比的增加而加深。膨脹深度越深,入射激波越強(qiáng)。(3)采用數(shù)值的方法研究壓力波對(duì)深度膨脹影響,結(jié)果表明,造成影響的壓力波主要為：反射激波、反射膨脹波和反向壓縮波,其中反射激波和反向壓縮波帶來(lái)不利的影響。這些壓力波的類型受壓力振蕩管和中壓噴嘴匹配關(guān)系影響。在中壓噴嘴中加入消波器后可以有效降低反向壓縮波的強(qiáng)度,削弱反向壓縮波對(duì)膨脹深度的影響。消波器排氣通道的寬度是影響消波器性能的重要因素,主排氣通道寬度為0.8倍到1.4倍壓力振蕩管寬度,副排氣通道寬度為0.4倍壓力振蕩管寬度為最優(yōu)尺寸。(4)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),研究不同操作參數(shù)下深度膨脹的變化規(guī)律,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：通過(guò)壓力振蕩管單管實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證了在壓力振蕩管與高壓噴嘴閉合后,管內(nèi)存在深度膨脹的現(xiàn)象；極值頻率下膨脹深度較非極值頻率下具有更大的膨脹深度深；由壓力振蕩管式增壓機(jī)實(shí)驗(yàn)得知；膨脹深度隨壓比增加表現(xiàn)為逐漸增強(qiáng)的變化；偏轉(zhuǎn)距離的改變會(huì)使得膨脹深度呈現(xiàn)上凸變化,說(shuō)明存在最優(yōu)偏轉(zhuǎn)距離；通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與一維程序計(jì)算結(jié)果,兩者變化趨勢(shì)相同,相對(duì)誤差在15%以下。
【關(guān)鍵詞】：壓力振蕩管 深度膨脹 增壓 制冷 非定常流動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ051.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-28
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 氣體壓力能的利用技術(shù)11-18
• 1.2.1 間接式壓力能利用技術(shù)11-13
• 1.2.2 直接式壓力能利用技術(shù)13-18
• 1.3 壓力波增壓技術(shù)和壓力波制冷技術(shù)18-27
• 1.3.1 壓力波增壓技術(shù)的發(fā)展18-23
• 1.3.2 壓力波制冷技術(shù)的發(fā)展23-27
• 1.4 研究?jī)?nèi)容27-28
• 2 壓力振蕩管內(nèi)膨脹特性理論分析28-43
• 2.1 波動(dòng)理論28-32
• 2.1.1 激波的形成29-30
• 2.1.2 膨脹波的形成30
• 2.1.3 激波和膨脹波其他形成方式30-32
• 2.2 氣體動(dòng)力學(xué)方程32-38
• 2.2.1 運(yùn)動(dòng)正激波前后的參數(shù)關(guān)系32-33
• 2.2.2 激波的開口邊界和固壁邊界反射33-35
• 2.2.3 膨脹波前后的參數(shù)關(guān)系35-37
• 2.2.4 膨脹波的開口反射和固壁反射37-38
• 2.3 壓力振蕩管增壓機(jī)波圖、工作原理及性能評(píng)價(jià)38-40
• 2.3.1 壓力振蕩管增壓機(jī)的理想波圖和工作原理38-39
• 2.3.2 壓力振蕩管增壓機(jī)的性能評(píng)價(jià)39-40
• 2.4 壓力振蕩管制冷機(jī)波圖、工作原理及性能評(píng)價(jià)40-41
• 2.4.1 壓力振蕩管制冷機(jī)的波圖和工作原理40-41
• 2.4.2 壓力振蕩管制冷機(jī)的性能評(píng)價(jià)41
• 2.5 深度膨脹現(xiàn)象41-42
• 2.6 小結(jié)42-43
• 3 壓力振蕩管內(nèi)深度膨脹數(shù)值分析43-57
• 3.1 壓力振蕩管計(jì)算模型及邊界條件43-44
• 3.2 數(shù)值方法與模型驗(yàn)證44-49
• 3.2.1 控制方程組44-45
• 3.2.2 湍流模型45-47
• 3.2.3 控制方程的離散47
• 3.2.4 數(shù)值模型驗(yàn)證47-49
• 3.2.5 網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證49
• 3.3 模擬結(jié)果及分析49-56
• 3.3.1 高壓噴嘴射氣質(zhì)量流量的變化規(guī)律50-51
• 3.3.2 管內(nèi)氣體質(zhì)量隨高壓噴嘴寬度的變化規(guī)律51-52
• 3.3.3 接觸面隨高壓噴嘴寬度的變化規(guī)律52-53
• 3.3.4 膨脹深度隨高壓噴嘴寬度的變化規(guī)律53-54
• 3.3.5 高壓噴嘴寬度與平移速度的關(guān)系54
• 3.3.6 不同膨脹比下膨脹深度的變化規(guī)律54-55
• 3.3.7 膨脹深度對(duì)激波強(qiáng)度的影響55-56
• 3.4 小結(jié)56-57
• 4. 壓力波對(duì)壓力振蕩管內(nèi)膨脹深度的影響57-70
• 4.1 壓力振蕩管整機(jī)計(jì)算模型57-59
• 4.1.1 數(shù)值計(jì)算模型57-58
• 4.1.2 控制方程組及其離散58-59
• 4.2 反射激波對(duì)膨脹深度的影響59-60
• 4.2.1 壓力振蕩管內(nèi)反射激波形成59
• 4.2.2 反射激波對(duì)膨脹區(qū)的影響59-60
• 4.2.3 消除反射激波的措施60
• 4.3 反射膨脹波對(duì)深度膨脹的影響60
• 4.3.1 反射膨脹波的形成60
• 4.3.2 反射膨脹波對(duì)膨脹區(qū)的影響60
• 4.4 反向壓縮波對(duì)深度膨脹的影響60-69
• 4.4.1 反向壓縮波的形成機(jī)理及危害60-63
• 4.4.2 消波器削弱反向壓縮波的機(jī)理研究63-69
• 4.5 小結(jié)69-70
• 5 壓力振蕩管內(nèi)深度膨脹的實(shí)驗(yàn)研究70-79
• 5.1 壓力振蕩管內(nèi)深度膨脹的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)70-74
• 5.1.1 壓力振蕩管內(nèi)深度膨脹的實(shí)驗(yàn)流程70-71
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)和附屬系統(tǒng)71-73
• 5.1.3 壓力傳感器的標(biāo)定73-74
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論74-78
• 5.2.1 射流頻率對(duì)膨脹深度的影響74-75
• 5.2.2 壓比對(duì)膨脹深度的影響75-76
• 5.2.3 偏轉(zhuǎn)距離對(duì)膨脹深度的影響76-78
• 5.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與一維程序計(jì)算結(jié)果對(duì)比78
• 5.3 小結(jié)78-79
• 結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 附錄A 計(jì)算源程序86-89
• 附錄B 主要符號(hào)說(shuō)明89-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況91-92
• 致謝92-93

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 安鵬;李鵬;張娜;吳其曄;;共混對(duì)HDPE熔體高速擠出壓力振蕩現(xiàn)象的影響[J];青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年03期

2 武心壯;邱健;郭丹丹;邱斌斌;嚴(yán)俊杰;;蒸汽射流壓力振蕩主頻研究[J];化工進(jìn)展;2014年10期

3 邱斌斌;趙全斌;趙偉月;嚴(yán)俊杰;劉繼平;;蒸汽射流壓力振蕩主頻分析及強(qiáng)度特性[J];化工學(xué)報(bào);2014年S1期

4 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張雨新;萬(wàn)德成;;改進(jìn)的MPS方法在晃蕩問題中的應(yīng)用[A];第二十三屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)暨第十屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議文集[C];2011年

2 吳其曄;馮紹華;熊忠;陳驍;李鵬;王建新;巫靜安;;線型聚乙烯及其共聚物的擠出畸變、壁滑和壓力振蕩[A];2004年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)論文集[C];2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 王亮寬;再生式液體發(fā)射藥火炮壓力振蕩機(jī)理及抑制措施研究[D];南京理工大學(xué);2007年

2 胡大鵬;壓力振蕩管流動(dòng)和熱效應(yīng)的研究[D];大連理工大學(xué);2009年

3 趙文靜;壓力振蕩管流動(dòng)及引射性能研究[D];大連理工大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 徐思遠(yuǎn);壓力振蕩管內(nèi)非平衡凝結(jié)特性研究[D];大連理工大學(xué);2015年

2 劉勝;壓力振蕩管深度膨脹機(jī)理分析[D];大連理工大學(xué);2016年

3 武博文;壓力振蕩管的截面結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];大連理工大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：546912