拉瓦尔喷管内射流凝结流动数值研究

为明确拉瓦尔喷管内流动凝结效应以及喷管几何条件、水蒸气含量等因素对凝结状态的影响,采用综合了流动控制方程、相变成核模型和粒子生长模型的欧拉离散相计算方法,对扩张比分别为2、3、4、5和水蒸气含量分别为10%、30%、50%、70%、90%、100%的模型进行数值计算分析。计算结果表明:水蒸气凝结对喷管内的流场参数具有显著影响,水蒸气凝结释放潜热,流场温度明显高于不考虑凝结效应的模型状态;随着扩张比增大,轴线上喷管出口处液滴半径增随着喷管扩张半角增大,轴线上液滴出现位置更靠近喉部,轴线上喷管出口处液滴半径增大;随着水蒸气含量增大,轴线上液滴出现位置更靠近喉部,水蒸气含量与液滴粒径之间表现为非线性关系。