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浅析活性炭喷射器喷嘴出口射流的压力调整进程

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浅析活性炭喷射器喷嘴出口射流的压力调整进程

发布日期:2019-04-12 00:00 来源:http://www.nt-great.com 点击:

活性炭喷射器喷嘴出口射流的压力调整进程

2.1 喷嘴出口主射流的压力调整进程

当气液两相流体从喷嘴出口流出,主射流与引射流的混合压力(即喷嘴背压)通常不等于流体在喷嘴内正常胀大时的出口压力,流体一定在喷嘴出口处附近发作胀大波或激波[8],喷嘴出口主射流的状况对射流的混合会发作直接的影响。这儿要害重视活性炭喷射器内射流的混合及扩压进程,因而对喷嘴内部杂乱的两相活动进程不加以谈论,对出口状况进行研讨。这儿将两相流体在喷嘴出口的区域按均相流处理,对各种或许的出口射流状况分别进行建模,以此作为活性炭喷射器内部活动核算的初始条件。

2.1.1 喷嘴出口胀大波

当混合压力低于喷嘴正常胀大时出口处压力时,从喷嘴出来的超音速流为了与背压相同,则在喷嘴出口一定发作一道胀大波,压力降低,速度加大并发作向外偏转,如图3所示。

依据胀大波前后的状况改动列出质量、动量、能量守恒方程:

2.1.2 喷嘴出口斜激波

当喷嘴背压稍高于正常胀大时的出口压力时,流体在流出喷嘴时,会发作一道斜激波,压力添加,速度减小并发作向内偏转,如图4所示。

由质量、动量、能量守恒定律可得[9]:

2.1.3 喷嘴渐扩段内的正激波

当喷嘴背压高于正常胀大时的出口压力时,在喷嘴渐扩段会发作正激波,如图5所示。

由正激波理论[8]可得:

2.2 射流混合进程

从喷嘴喷出的高速流体进入速度相对较低的周围流体中,在交界面处构成速度连续,连续面上会呈现涡旋,这些涡旋区域的微团间发作动量、质量交流,并构成射流间隔层。而从喷嘴刚喷出的流体因为未与周围流体进行动量交流,流速坚持不变,构成一个速度较大的射流基区域。跟着射流的展开,射流基区域逐步萎缩,直至不见,出口射流与周围流体间逐步发作动量交流,不断把周围流体卷吸入射流间隔层,使混合区的厚度逐步加大。如图6所示,在射流基地不见前的射流区域称为射流初始段,射流基地不见后的区域称为射流主段。

依据湍流随同射流理论[10],关于轴对称射流,可选用积分的办法对射流参数进行求解。由主射流和引射流混合前后的动量差守恒可得:

关于射流初始段,абрамович[10]推荐速度散布可选用以下广泛参数剖面来标明:

液滴的散布会合在混合室的轴线附近,跟着混合进程的展开向径向松散。依据harrell[3]等人的研讨效果,关于射流初始段质量浓度的散布,选用线性散布核算。因为假定混合进程没有汽液相的变换,液滴的总含量不变,液滴的质量浓度与混合物的干度等效。假定射流的初始干度为x0,随同流的初始干度为xc,其液滴质量含量散布可用下面的广泛参数剖面来标明:

关于射流主段,轴对称射流的速度散布用以下广泛参数剖面标明:

质量浓度散布可以用下式标明:

从喷嘴出来的高速射流喷入活性炭喷射器混合室后,引射从吸气室来的引射流体与之混合,射流厚度ye跟着流向而添加,当射流展开到活性炭喷射器混合室的壁面时,即图2上的ze方位,混合进程间断。即活性炭喷射器混合室内的射流混合进程的间断条件为混合段外间隔层的纵坐标等于活性炭喷射器混合室的半径,即

此时的射流截面上的质量流量m(ze)即为混合后的质量流量,由此活性炭喷射器引射比可由下式求出:

2.3 混合流体均匀进程

初始混合进程完毕后,因为轴心和间隔流体的速度差异,动量传递继续进行,直至流转截面上速度散布均匀。依据质量、动量和能量守恒定律可得:

联立式(24)~式(27)即可求得速度均匀后的状况,然后混合射流进入扩压进程。

2.4 扩压进程

活性炭喷射器的干流和引射流混合进程完成后,混合流体初步进入扩压进程。如图7所示,流体的扩压进程可当作流体的绝热紧缩进程,冲突等不可逆丢掉可用扩压室功率来描绘。扩压室功率η可定义为:

由扩压进程能量守恒可得:

两相流活性炭喷射器活动模型研讨

依据制冷剂物性方程,就可以求得活性炭喷射器的出口背压pde。

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