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题名超低压环境中气体超声速射流数值研究
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作者
李艳霞
王振强
胡云雷
李宾
刘中良
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机构
北京工业大学强化传热与过程节能教育部重点实验室暨传热与能源利用北京市重点实验室
核工业理化工程研究院粒子输运与富集技术全国重点实验室
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出处
《核科学与工程》
北大核心
2025年第3期579-588,共10页
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文摘
超音速射流可为激光光谱法分离同位素(SILARC)过程提供深度冷却,由于SILARC过程射流环境接近真空,低压射流环境会对超音速射流的射程、扩展角等物理场产生很大影响。构建微型喷管射流物理模型,对流体在喷管内跨音速流动及离开喷管后的真空环境射流现象开展数值模拟,重点研究了各物理参数及物理场分布及随时间的变化。结果显示,在射流时长τ≤200μs时,初始条件对非稳态射流的影响非常大,超音速射流形成的低温气体前沿(T<50 K气流层)不断向流动下游移动。但τ>200μs后,气流移动的速率越来越小,温度和压力最低值的变化也越来越小,但受边界条件的影响越来越显著,下游抽气管道对气流的压缩作用致使激波位置和物理参数出现前后震荡。至τ=250μs时,超音速流体在喷管出口下游10 mm的轴向范围内形成伞状的低温区域,气流温度在70~120 K。
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关键词
超音速流动
超音速射流制冷
数值模拟
真空环境
瞬时变化
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Keywords
Supersonic flow
Supersonic jet refrigeration
Numerical simulation
Vacuum environment
Instantaneous changes
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分类号
TL254
[核科学技术—核燃料循环与材料]
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