亚临界CO2在缩放喷管中降压膨胀的数值模拟
来源期刊：东北大学学报(自然科学版)2013年第8期
论文作者：马娟丽 孙皖 刘昌海 侯予
文章页码：1175 - 1178
关键词：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.
马娟丽1，孙皖1，刘昌海1，侯予1,2
1. 西安交通大学能源与动力工程学院2. 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室
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.
关键词：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;
