高背压超声气体团簇喷流中团簇平均尺寸沿喷流方向演化研究

本文通过对高背压(50 bar,1 bar=1.0×105Pa)氩气经长锥型喷嘴(长度L=30 mm)向真空绝热膨胀所形成的超声气体团簇喷流的数值模拟,分析比较了由喷嘴喉口起沿喷流方向在喷流中心轴线上团簇平均尺寸的演化情况.结果表明:沿喷流方向团簇平均尺寸显示先增长后趋于饱和的变化趋势,具有较大尺寸团簇的区域出现在距离喷嘴喉口大约20 mm.据此本文再结合关于喷流中原子密度沿喷流方向变化的模拟结果开展了锥形喷嘴长度的优化研究.针对由常见构型的锥形喷嘴(喉径～0.5 mm,半张角～8.5?)在高背压下形成的团簇喷流,20 mm左右的长度为锥形喷嘴的适宜长度.