超音速分離管的研發(fā)及其流動(dòng)與傳熱傳質(zhì)特性的研究.pdf

1、分類號：TKl23y8911引單位代碼：10005學(xué)號：B200305021密級：公開北京工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文題目超童速盆盔笪盥班基叢基速動(dòng)量佳熱佳廈掛性的塹塑英文并列題目墜基Y量墜Q￡叢曼叢!Q至曼衛(wèi)￡星B曼Q盥!￡曼E￡△l墜!QB△盟衛(wèi)S!衛(wèi)墜￥Q至!!曼里L(fēng)Q型△盟墅叢笪△!△盥墅M△曼墨至!圣叁盥曼至星B￡叢△墜￡!壁壁!曼!!￡墨研究生姓名專業(yè)導(dǎo)師姓名型墮焦墊籃王猩到蟲基研究方向：強(qiáng)絲焦型!廈墓在直塹墊盔生的應(yīng)旦職稱：邋論文

2、報(bào)告提交H期艘虹學(xué)位授哥H期——授予單位名稱和地址jE塞工業(yè)盔堂jE重血到衄豎’E巫崮!業(yè)曼!QQQ21分離效果最好。采用旋流器A時(shí)分離管可達(dá)到的最大露點(diǎn)降為22。c，缺點(diǎn)是其阻力特性較差；旋流器B、C的分離效果稍差，采用旋流器B、c時(shí)分離管可達(dá)到的最大露點(diǎn)降僅為18。c和16。c，但它們的阻力特性較好。此外，對超音速分離管內(nèi)部流動(dòng)過程進(jìn)行了氣體動(dòng)力學(xué)分析，理論分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果在定性上是吻合的，說明理論模型是可行的，可以用來推斷實(shí)際超

3、音速分離管的工作性能，這為進(jìn)一步改善超音速分離管的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。同時(shí)，理論分析認(rèn)為，尚需要通過進(jìn)一步的研究來改善超音速分離管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而改善超音速分離管的工作性能。建立了超音速分離管內(nèi)二維穩(wěn)態(tài)絕熱流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，對不同幾何尺寸的超音速分離管進(jìn)行了分析計(jì)算。對現(xiàn)有湍流模型進(jìn)行了較為系統(tǒng)地分析，在此基礎(chǔ)上，忽略超音速分離管內(nèi)部的相變過程，并選用雷諾應(yīng)力輸運(yùn)方程(RsM模型)對超音速分離管內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基

4、本吻合，計(jì)算所得到的超音速分離管內(nèi)部流動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律與氣體動(dòng)力學(xué)分析的結(jié)論一致。并且，對不同幾何尺寸的超音速分離管進(jìn)行了分析計(jì)算，結(jié)果表明，Laval噴管漸縮段長度、漸擴(kuò)段長度、擴(kuò)壓段長度，以及擴(kuò)壓段出口直徑對超音速分離管內(nèi)部流動(dòng)特性影響不大；Laval噴管漸擴(kuò)段出口直徑以及分離段的長度對超音速分離管內(nèi)部流動(dòng)特性有重要影響，這為進(jìn)行超音速分離管的幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。對超音速兩相凝結(jié)流動(dòng)的特點(diǎn)及水蒸汽狀態(tài)方程、液滴表面張力、液滴

5、密度和汽一液相間的平衡條件等因素進(jìn)行了深入的分析，推導(dǎo)出了汽相服從維里方程、液滴表面張力是溫度舜口液滴半徑函數(shù)的經(jīng)典成核率修正公式。經(jīng)過修正的成核率公式采用維里方程計(jì)算氣相的物性、采用Benson—shuttlewonll模型計(jì)算液滴的表面張力、采用與溫度相關(guān)的液滴密度計(jì)算公式計(jì)算液滴的密度，從而使得該公式較經(jīng)典成核率公式更加符合實(shí)際條件。對液滴生長的基本概念與數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析，并介紹了Gyamatlly液滴生長模型。建立了超音速分離