基于跨声速膨胀凝结流动的低温氮气均质成核与异质成核

摘要：

为了深入研究低温气体超声速膨胀时的两相凝结流动,基于 Euler-Euler 双流体模型,采用非等温效应修正的经典成核理论和 Gyarmathy 液滴生长理论建立了可预测氮气均质和异质凝结流动统一的数值模型.利用Ansys Fluent 对拉瓦尔喷管内低温氮气膨胀凝结过程进行了数值研究,分析了不同入口温度和不同异质核心参数对凝结行为的影响规律.模拟结果表明:随着入口温度降低,凝结发生位置会逐步靠近喉部,进而出口处带液量及液滴尺寸也随之增加;相比于均质成核,异质核心的存在降低了成核的自由能障,使得氮气凝结在较低的过冷度下即可发生;当异质核心半径在一定范围内,随着异质核心数增多,异质凝结逐渐成为带液量增长的主导过程,直至达到完全异质成核.

关键词：低温氮气、超声速膨胀、均质成核、异质成核

所属期刊栏目：57

分类号：O354(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：54-61