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Mechanisms for non-ideal flow in low-power arc-heated supersonic nozzles 被引量:1
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作者 Cheng-Kang Wu Wen-Xia Pan +1 位作者 Xian Meng Hai-Xing Wang 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第4期500-511,共12页
The flow in a low-powered arc gas heater com- bined with a supersonic nozzle of throat diameter less than 1 mm is quite complicated and difficult to describe in quan- titative detail. Experiments on arc-heated superso... The flow in a low-powered arc gas heater com- bined with a supersonic nozzle of throat diameter less than 1 mm is quite complicated and difficult to describe in quan- titative detail. Experiments on arc-heated supersonic jet thrusters of monatomic gases argon and helium have been carried out and their performance measured. The flow charac- teristics are analyzed with the help of numerical simulation. Results show that the viscous effect is the most important factor causing the large difference between ideal and real performance. A large outer section of the exit flow is slow- moving. This is especially pronounced in helium, where 70 % of the exit area of the nozzle might be in subsonic flow. Fric- tion forces can be much larger than the net thrust, reaching several times higher in helium, resulting in very low efficien- cies. Other factors causing the differences between ideal and real flow include: complex flow in the throat region, electric arc extending to the nozzle expansion section, heat transfer to the inlet gas and from the hot plasma, and environmen- tal pressure in the vacuum chamber. It is recognized that the ordinary concepts of supersonic nozzle flow must be greatly modified when dealing with such complicated situations. The general concepts presented in this paper could be helpful in guiding the design and operation of this equipment. 展开更多
关键词 Arc-heated supersonic jet LOW-POWER Real flow Viscosity effect Low Reynolds number
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210t转炉双马赫数氧枪超音速射流特性模拟与应用 被引量:1
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作者 牛海云 晁霞 董文利 《炼钢》 CAS 北大核心 2023年第1期35-41,共7页
针对某厂210 t转炉吹炼过程存在的氧枪喷头寿命低、喷溅严重、吹炼时间长、终点过氧化等问题,提出一种具备双马赫数的5孔拉瓦尔氧枪喷头优化设计方案,并通过建立计算流体动力学模型(CFD)对不同设计参数的氧枪喷头的超音速射流特性进行... 针对某厂210 t转炉吹炼过程存在的氧枪喷头寿命低、喷溅严重、吹炼时间长、终点过氧化等问题,提出一种具备双马赫数的5孔拉瓦尔氧枪喷头优化设计方案,并通过建立计算流体动力学模型(CFD)对不同设计参数的氧枪喷头的超音速射流特性进行研究。基于氧枪喷头超音速射流速度、动压以及湍动能分布规律数值模拟结果,综合考虑转炉熔池搅拌控制要求,最终确定采用“中心拉瓦尔管Ma=2.0外围拉瓦尔管Ma=1.8、偏转角12°”设计方案。优选的双马赫数氧枪喷头在210 t转炉应用后,喷头寿命较传统单马赫数喷头提高10.42%,纯吹炼时间缩短10.87%,终点钢水O质量分数降低9.56%,终点炉渣TFe质量分数降低20.21%。 展开更多
关键词 转炉炼钢 双马赫数 超音速射流 数值分析
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高温超音速喷流噪声场分布特性研究 被引量:3
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作者 彭小波 李林 +1 位作者 李佳明 胡春波 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期779-783,共5页
为了研究高温超音速喷流噪声特性,针对高温超音速喷流流场进行三维非稳态数值模拟,根据其湍流结构确定声源面并通过FW-H方程求解远场某点的声压级分布,分析高温超音速喷流噪声场分布规律以及喷管出口马赫数对喷流噪声场的影响。研究表明... 为了研究高温超音速喷流噪声特性,针对高温超音速喷流流场进行三维非稳态数值模拟,根据其湍流结构确定声源面并通过FW-H方程求解远场某点的声压级分布,分析高温超音速喷流噪声场分布规律以及喷管出口马赫数对喷流噪声场的影响。研究表明,该方法得到的计算结果与试验结果基本吻合,高温超音速喷流噪声具有很强的指向性;在特定工况下声压级峰值高达150 dB以上,喷管出口马赫数从2.5增加到3.0,相同观测点的声压级峰值增高10 dB左右。 展开更多
关键词 气动噪声 计算 可压缩流动 计算流体动力学 数值模拟 数值方法 火箭发动机 超音速空气动力学 三维 非稳态流动 出口马赫数 超音速喷流
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单孔皮托管快速扫描法测量超音速等离子体射流的速度
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作者 张冠忠 赵文华 王海军 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2000年第1期39-41,共3页
针对工业用的超音速等离子体发生器的特点,采用无水冷单孔皮托管快速扫描法测量超音速等离子体射流的动压,用喷管出口平面埋静压管的方法测量静压,从而得到超音速等离子体射流的马赫数。为了对此测量方法进行验证、比较,利用一些可... 针对工业用的超音速等离子体发生器的特点,采用无水冷单孔皮托管快速扫描法测量超音速等离子体射流的动压,用喷管出口平面埋静压管的方法测量静压,从而得到超音速等离子体射流的马赫数。为了对此测量方法进行验证、比较,利用一些可以方便测得的量,通过一些普通定律计算出超音速等离子体射流的马赫数,二者比较,相对误差小于10%。 展开更多
关键词 皮托管 超音速 等离子体射流 速度测量 喷涂
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超声速自由射流马赫数控制系统设计 被引量:1
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作者 乔彦平 田金虎 +1 位作者 吴锋 耿卫民 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2015年第4期45-48,共4页
简要介绍了超声速自由射流高空模拟和试验技术,分析了超声速自由射流马赫数控制的原理,给出了控制方式及建立多输入多输出马赫数控制系统的方法。设计并实现了基于单支点半柔性壁超声速自由射流喷管,及双电动缸同步伺服控制技术的超声... 简要介绍了超声速自由射流高空模拟和试验技术,分析了超声速自由射流马赫数控制的原理,给出了控制方式及建立多输入多输出马赫数控制系统的方法。设计并实现了基于单支点半柔性壁超声速自由射流喷管,及双电动缸同步伺服控制技术的超声速自由射流马赫数控制系统。吹风试验结果表明,采用的双电动缸同步伺服控制技术,可对单支点半柔性壁超声速自由射流喷管柔性壁面实现同步控制,即精确控制超声速自由射流喉道面积;同时,该控制系统还可连续、有效地控制超声速自由射流马赫数。 展开更多
关键词 超声速自由射流 高空模拟试车台 高空模拟试验 喉道面积 马赫数控制系统 同步控制
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激波在转炉炼钢中的应用 被引量:2
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作者 杨文远 邹节忠 +1 位作者 王明林 卢凯 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期104-107,共4页
激波是超音速气流中液体属性的不连续面,气流通过激波时速度下降,温度和压强升高。氧气转炉炼钢的氧气是通过拉瓦尔管以超音速射流状态吹入转炉。在氧枪喷头设计和制定供氧制度时要减小激波损失。在转炉的某些特殊吹炼工艺中要把激波控... 激波是超音速气流中液体属性的不连续面,气流通过激波时速度下降,温度和压强升高。氧气转炉炼钢的氧气是通过拉瓦尔管以超音速射流状态吹入转炉。在氧枪喷头设计和制定供氧制度时要减小激波损失。在转炉的某些特殊吹炼工艺中要把激波控制在适当范围内,以取得良好的冶金效果。 展开更多
关键词 激波 射流 马赫数 超音速喷嘴
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低中等雷诺数超声速轴对称射流气动声场 被引量:2
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作者 郑美香 方一红 赵磊 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3013-3021,共9页
采用线性抛物化稳定性方程(LPSE)方法对低、中等雷诺数条件下的超声速轴对称射流进行了研究。结果表明:射流中不稳定波的增长特性决定了声辐射的特性。在低雷诺数条件下,不稳定波的频率范围较窄,且由于不稳定波的增长区间较长,因此声辐... 采用线性抛物化稳定性方程(LPSE)方法对低、中等雷诺数条件下的超声速轴对称射流进行了研究。结果表明:射流中不稳定波的增长特性决定了声辐射的特性。在低雷诺数条件下,不稳定波的频率范围较窄,且由于不稳定波的增长区间较长,因此声辐射的范围较宽,声源不集中,声辐射的方向角不明确。在中雷诺数条件下,不稳定波的频率范围较宽,且由于不稳定波的增长区间较短,因此声辐射的范围较窄,声源集中,声辐射的方向角较明确;且随着斯特劳哈尔数增加,声辐射的方向角增加。在低雷诺数条件下,射流基本流的法向速度对射流气动声场的影响较弱,而在中等雷诺数条件下,其对射流的气动声场影响较强。 展开更多
关键词 超声速轴对称射流 低中等雷诺数 气动声场 线性抛物化稳定性方程(LPSE) 不稳定波 声辐射
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