超临界二氧化碳超声速喷管设计与性能分析

摘要：

超临界二氧化碳由于其独特的物理性质而受到广泛应用.同时超临界二氧化碳真实气体效应显著,其流动机理和理想气体差别较大,因此需要设计相应的喷管.采用特征线法设计超临界二氧化碳超声速喷管,其中二氧化碳的热力学参数基于S-W方程获得.通过CFD粘性仿真进行边界层修正.分析了改变喷管入口总压、总温对喷管内流场的影响.结果显示,设计工况下喷管出口质量平均马赫数与设计值相差0.033%,喷管内流场品质较好;非设计工况下,由于温度变化会显著改变CO2的热物性参数,入口总温对喷管流场的影响比总压更大,当入口总压和总温分别降低83.33%,52.94%时,出口马赫数分别降低1.16%、提高3.23%.设计工况下喷管流场满足设计要求,非设计工况下喷管出口马赫数与设计值偏差较小.喷管具有较宽的工作域.

关键词：超声速喷管、特征线法、超临界二氧化碳、真实气体效应、性能分析

所属期刊栏目：45

分类号：V211.7(基础理论及试验)

在线出版日期：2024-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：89-98