燃料化工论文_超声速甲烷气体低温凝结特性研究

文章目录

1 引言

2 超声速凝结流动模型

2.1 数学模型

    2.1.1 流动控制方程组

    2.1.2 凝结成核模型

    2.1.3 液滴生长模型

2.2 物理模型

2.3 模型验证

3 甲烷气体超声速凝结流动特性

4 出口背压对甲烷凝结特性的影响

5 结论

文章摘要:为明确超声速膨胀过程中甲烷气体的低温凝结特性,建立了甲烷气体超声速凝结数学模型,采用FLUENT软件模拟了Laval喷管内甲烷气体超声速凝结流动规律,分析了不同出口背压对Laval喷管内甲烷气体液化性能的影响。结果表明,甲烷气体在喷管喉部后达到极限过冷度发生凝结,成核率在极短的距离内上升到峰值,然后又降低至0,在成核率增长初期,液滴半径迅速增大,甲烷凝结释放潜热使得过冷度和马赫数降低,液滴生长速率降低,液滴半径在喷管出口处达到最大值;随着喷管压力比增大,喷管出口处开始产生激波并向喉部方向移动,当激波到达成核区域时会破坏甲烷气体凝结成核的临界条件,使得Laval喷管液化性能大大降低。

文章关键词:

论文DOI:10.16711/j.1001-7100.2021.10.009

论文分类号:TE646

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