超声速甲烷气体低温凝结特性研究

作者：宋晓丹; 张朱慧; 陈强; 王辉; 邱廷东; 边江; 曹学文^*

来源：低温与超导, 2021, 49(10): 46-51.

DOI：10.16711/j.1001-7100.2021.10.009

• Laval喷管
• 甲烷
• 液化
• 压比
• 凝结

为明确超声速膨胀过程中甲烷气体的低温凝结特性,建立了甲烷气体超声速凝结数学模型,采用FLUENT软件模拟了Laval喷管内甲烷气体超声速凝结流动规律,分析了不同出口背压对Laval喷管内甲烷气体液化性能的影响。结果表明,甲烷气体在喷管喉部后达到极限过冷度发生凝结,成核率在极短的距离内上升到峰值,然后又降低至0,在成核率增长初期,液滴半径迅速增大,甲烷凝结释放潜热使得过冷度和马赫数降低,液滴生长速率降低,液滴半径在喷管出口处达到最大值;随着喷管压力比增大,喷管出口处开始产生激波并向喉部方向移动,当激波到达成核区域时会破坏甲烷气体凝结成核的临界条件,使得Laval喷管液化性能大大降低。

• 单位
  中国石油大学（华东）; 建筑工程学院