基于欧拉——欧拉双流体模型,建立气相及液相流动控制方程组,结合凝结成核与液滴生长理论,对喷管内CO2气体的凝结特性进行了数值模拟研究.结果表明,采用的数学模型和数值计算方法可较准确地反映喷管内气体的凝结流动过程.CO2气体凝结潜热较小,凝结冲波现象不明显;气体进入喷管特别是在经过喉部之后,在马赫数增大的同时,压力和温度降低,过冷度增加,最大可至30 K左右,并于凝结发生后快速下降至约5 K;CO2气体成核过程在时间和空间上表现出急剧性.凝结起始位置距喉部约2.21 m m,成核率由0激增至2.04×1021 m-3·s-1,液滴数目达到1015的数量级;凝结核心形成后,气体分子在一定的过冷度下在液滴表面团聚、液化,液滴半径和湿度迅速增加.成核过程结束后,已有凝结核心仍能不断生长,至喷管出口处液滴半径增至1.46×10-7 m,湿度可达0.0935.
超声速 CO2 气体 喷管 凝结 酸性组分 天然气