基于热不平衡两流体模型气氧射流冷凝过程研究

发布时间：2024-03-30 15:24

　　建立了氧气在液氧流体中流动冷凝过程的一维热不平衡两流体六方程模型,提出了气泡冷凝模型,对过热蒸气状态方程,相界面受力方程也进行了改进。研究了高温气氧射流冷凝过程的气液两相分布特性,包括两相流速分布,声速分布以及冷凝特征长度L/d。分析了气液流量比,液氧温度和压力对气氧射流冷凝过程的影响,得出了提高液氧过冷度能够减小气氧射流冷凝特征长度。获得了冷凝特征长度凝结关系式,仿真结果与气氧射流冷凝试验结果一致,验证了热不平衡两流体模型求解气氧射流冷凝问题在较大工况范围的适应性。

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【部分图文】：

图1两流体模型结构示意图

本文中所研究的气氧射流冷凝过程是单喷嘴气氧通过轴向射流进入恒定流速液氧管路中的稳态过程。模型共由6个方程构成,分别为气相和液相的质量守恒方程,动量守恒方程,以及两相总能量守恒方程和气相的能量方程。假设流体在管路中为一维流动,气氧从管路初始端通过喷嘴以确定流量射流进入主路液氧,数学....

图2气氧射流冷凝可视化试验结构简图

表2试验参数Table2Parametersoftest工况压力/MPa液氧温度/K液氧流量/(L/s)气氧温度/K气氧流量/(g/s)1102.55.07-3220.498.57-32393.55.72907-3240.23....

图3空泡份额随管路沿程分布

对上述工况进行数值仿真,以工况3为例,分析气氧射流在液氧中两相流动过程的形状特征,两相流速分布,声速分布以及温度分布。如图3—图5所示为不同气氧流量下各参数的分布特征。气氧从喷嘴射流进入主路液氧,由于两流体存在速度差和温度差,两相间产生了质量、动量和能量交换,沿主流流动方向气体迅....

图4气氧速度和液氧速度随管路沿程分布

图3空泡份额随管路沿程分布图5气氧温度和液氧温度随管路沿程分布

本文编号：3942549