三组分气体超声速凝结过程数值模拟与实验研究

摘要：

结合液滴成核与生长模型,以及气、液流动控制方程建立了超声速凝结流动数学模型,对空气+水+乙醇三组分(双可凝)气体超声速流动条件下凝结特性进行了数值计算,研究了三组分气体超声速凝结特性影响因素,通过与空气+水双组分(单可凝)气体对比,分析了第二种可凝组分对凝结成核的影响,并开展了实验验证与对比分析.结果表明:随着三组分气体中乙醇含量的升高,Laval喷管内成核率、液滴数均增大,但成核区收窄,液滴生长区向前移动;在入口可凝气体为饱和状态下,升高入口温度与压力均能促进凝结的发生,使Wilson点向喉部移动,进而提高出口气体湿度;与双组分气体相比,三组分气体发生凝结的Wilson点更靠近喉部,出口湿度更大,说明三组分气体发生凝结时,两种可凝气体的凝结过程是相互促进的;Laval喷管沿程压力及Wilson点测试结果与数值计算结果吻合较好,说明所建立的数学模型具有较高的准确性.

关键词：三组分气体、超声速、凝结、数值模拟、实验

所属期刊栏目：35

分类号：TE646(石油、天然气加工工业)

资助基金：国家重点研发计划专项项目2016YFC0802302, 2016YFC0802304;国家自然科学基金项目51274232, 51406240

在线出版日期：2019-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：99-110