壓力振蕩管深度膨脹機理分析.pdf

1、在壓力振蕩管工作過程中，高壓氣體間歇性地射入管內進行膨脹。壓力振蕩管內出現(xiàn)氣體膨脹后壓力低于背壓的現(xiàn)象，稱為氣體深度膨脹現(xiàn)象。深度膨脹的程度是以膨脹深度衡量的。研究壓力振蕩管深度膨脹機理對于提高壓力振蕩管制冷和增壓性能具有十分重要的意義和價值。本文采用理論分析，數(shù)值計算與實驗相結合的方法，對壓力振蕩管深度膨脹機理展開研究。
　　本研究主要內容包括：⑴對壓力振蕩管內膨脹特性理論進行分析，研究表明:通過改變壓力振蕩管兩端邊界條件可以達

2、到控制管內壓力波類型的目的;通過匹配管兩端邊界條件以構建管內相關波系實現(xiàn)壓力振蕩管增壓或制冷功能。⑵通過數(shù)值的方法對壓力振蕩管與高壓噴嘴接通過程中深度膨脹規(guī)律進行研究，研究結果表明，當平移速度不變時，管內射入氣體質量隨高壓噴嘴寬度呈線性變化;接觸面在壓力振蕩管內運動距離與高壓噴嘴寬度呈冪函數(shù)變化關系，且冪指數(shù)小于1;膨脹深度隨高壓噴嘴寬度變化曲線呈上凸趨勢，高壓噴嘴存在最優(yōu)寬度;高壓噴嘴最優(yōu)寬度與平移速度關系為(B)*h=34.3(v)

3、up-1.5，0.087＜(v)up＜0.15，相關系數(shù)R2=0.99;膨脹深度隨著膨脹比的增加而加深。膨脹深度越深，入射激波越強。⑶采用數(shù)值的方法研究壓力波對深度膨脹影響，結果表明，造成影響的壓力波主要為:反射激波、反射膨脹波和反向壓縮波，其中反射激波和反向壓縮波帶來不利的影響。這些壓力波的類型受壓力振蕩管和中壓噴嘴匹配關系影響。在中壓噴嘴中加入消波器后可以有效降低反向壓縮波的強度，削弱反向壓縮波對膨脹深度的影響。消波器排氣通道的寬度

4、是影響消波器性能的重要因素，主排氣通道寬度為0.8倍到1.4倍壓力振蕩管寬度，副排氣通道寬度為0.4倍壓力振蕩管寬度為最優(yōu)尺寸。⑷搭建實驗平臺，研究不同操作參數(shù)下深度膨脹的變化規(guī)律，實驗結果如下:通過壓力振蕩管單管實驗平臺驗證了在壓力振蕩管與高壓噴嘴閉合后，管內存在深度膨脹的現(xiàn)象;極值頻率下膨脹深度較非極值頻率下具有更大的膨脹深度深;由壓力振蕩管式增壓機實驗得知;膨脹深度隨壓比增加表現(xiàn)為逐漸增強的變化;偏轉距離的改變會使得膨脹深度呈現(xiàn)上