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水蒸气跨音速流动中非平衡相变的温度特性
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:O354[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学辽宁省海水淡化重点实验室,辽宁大连116024, [2]大连理工大学水利工程学院,辽宁大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50576007); 中央高校基本科研业务费专项资金(DUT10RC(3)104); 中国博士后科学基金项目(20110490139)~~
中文摘要:

在引入水蒸气非平衡相变的动力模型和水蒸气真实物性模型的基础上,建立了水蒸气跨音速非平衡流动的守恒型数值计算模型,采用对激波捕捉具有高精度和高分辨率的Roe-FDS格式进行计算,数值求解了水蒸气跨音速流动过程中的非平衡相变及凝结激波现象。着重研究了水蒸气跨音速非平衡凝结相变的温度特性,归纳了水蒸气跨音速非平衡流动的凝结特性随温度的变化规律,归纳了蒸汽温度变化对核化凝结、激波形态的影响规律。研究发现,入口温度对蒸汽跨音速流动中的非平衡相变具有显著的影响,进口温度越低,非平衡核化凝结爆发得越早,产生的液滴粒径越大;随着进口温度的升高,非平衡凝结相变的起始点逐渐向喷管出口方向移动,蒸汽需要在缩放喷管中加速膨胀到较高Mach数下达到较高的过饱和度和过冷度时才能产生核化凝结,而成核率也相应较高。

英文摘要:

A conservative compressible numerical model coupling with dynamic model for non-equilibrium phase change and virial equations of steam was developed and used to predict the spontaneous condensation phenomenon with homogenous nucleation in the transonic steam flow.In order to capture the transient characteristics of the transonic flow and the condensation shock effect,the improved high resolution Roe-FDS scheme was used.The influence of inlet steam temperature on the homogenous nucleation and the condensation shock was examined,and the effect of temperature change on the thermodynamic characteristic was investigated.It is found that the inlet temperature has a significant influence on the non-equilibrium phase change in the transonic steam flow.With a lower inlet temperature,the non-equilibrium homogenous nucleation occurs earlier and the radius of droplets is larger.As the inlet temperature decreases,the onset of the non-equilibrium condensation will move to the outlet of the nozzle,and the temperature will decrease rapidly to make the expansion steam achieve a higher Mach number,saturation ratio and supercooling temperature,and then the non-equilibrium condensation will occur eventually with a higher nucleation rate.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185