跨临界CO节流短管流量特性试验研究

来源 :中国工程热物理学会热机气动热力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiestephen
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跨临界CO<,2>系统节流机构特性研究一直是其应用推广的障碍.以节流短管为对象,试验研究了流量和节流短管上游压力、下游压力、入口温度以及几何机构的关系;并根据试验结果得出CO<,2>通过节流短管的半经验流量关系式,该关系式为系统设计和匹配提供依据.研究结果表明,跨临界CO<,2>节流短管流动与R134a显著不同:通过短管流量和直径呈指数关系,指数(2.73)大于常规制冷剂如R134a(2.11);所有试验条件下,流动均发生临界流现象,即CO<,2>通过短管的流量对下游压力不敏感.采用本文得出的关系式可以准确预测节流短管的流量,95%的计算结果和试验值偏差在7%以内.
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在三个网格结点的框架下,本文构造了内点与边界点均具有四阶精度的强紧致三点格式,并完成了三个典型算例.数值计算表明:该格式精度高,对大梯度变化的物理量有较强的捕捉能力.数值计算在著名固有不稳定性问题中的成功也显示了该格式具有较强的数值稳定性.
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涡轮级由静子与转子组成.本文在非结构网格下,采用时间上二阶精度、空间上不低于二阶的高分辨率格式求解了涡轮级的三维流场,得到了与实验数据大体上接近的N-S方程数值解.数值计算表明:在非结构网格下本文所构造的双时间步迭代格式具有稳定、高效的特征.计算实践显示,本文用FORTRAN与C语言混合编制的三维N-S方程程序,能够用于涡轮级的三维流场计算.
提出了一种求解二维非定常不可压缩Navier-Stokes方程组的全隐二阶时间推进和空间四阶差分紧致格式,在每一个时间步上,采用多重网格的全近似格式(FAS)加速其迭代收敛过程.利用该方法对驱动方腔流动问题进行了直接数值模拟,结果显示对于Re≥5000,本文在粗网格上(64×64等分和128×128等分)即可得到较为准确的定常层流解;对于Re=7500和10000,由于更多二次涡的出现,本文在25
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