亚临界CO_2在缩放喷管中降压膨胀的数值模拟

作     者：马娟丽 孙皖 刘昌海 侯予 MA Juan-li;SUN Wan;LIU Chang-hai;HOU Yu

作者机构：西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 

出 版 物：《东北大学学报（自然科学版）》 (Journal of Northeastern University(Natural Science))

年 卷 期：2013年第34卷第8期

页      面：1175-1178页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50976082) 高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20090201110006) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目 

主　　题：亚临界CO2 气-液两相流 缩放喷管 CO2喷射器 质量传递率 空化模型理论 

摘      要：忽略两相间的滑移速度,采用Fluent中的混合模型对亚临界CO2过冷液体进入缩放喷管降压膨胀产生气泡的两相流动过程进行了二维数值模拟.其中,气液两相间单位体积内的质量传递率采用空化模型理论进行计算.计算工况如下:喷管液体CO2进口压力为6.1 MPa,温度为293.15 K,喷管出口为两相状态.计算结果显示,CO2工质流经喉部时,压力急剧降低,相间的质量传递率达到最大值,CO2工质发生相变;工质进入扩散段后,随着压力降低,气体份额不断增大,喷管出口压力为1.65 MPa时,气体体积份额约为0.93.数值模拟值与实验值对比结果为,计算压力与实测压力值最大误差不超过10.1%,计算温度与实测温度值最大误差不超过1.9%.数值模拟揭示了亚临界CO2在喷管中的气液两相膨胀过程.