超音速蒸汽浸没射流流动与凝结换热特性的研究

本项目采用实验和数值模拟方法对超音速蒸汽在过冷水中的浸没射流流动与凝结换热过程进行系统的研究。通过可视化系统观测超音速蒸汽射流凝结流型和汽羽形状，利用三维测量系统和高速摄像机准确测定汽羽的穿透长度及几何形状，采用纹影仪、高速数采系统测量不同实验条件下射流含汽区及其周围的温度场、压力场和速度场，分析其流动和换热的特性、及各种流动与凝结形态之间的转换规律，得出超音速射流凝结换热过程的主要影响因素，以及喷嘴结构参数、蒸汽参数和冷水过冷度对射流凝结汽羽穿透长度、凝结换热系数、噪声大小和流场中温度、压力、速度分布的影响规律，最终建立能够预测和分析超音速蒸汽在过冷水中浸没射流流动与凝结过程的物理数学模型，以及一套用以定量计算汽羽穿透长度、汽羽形状和凝结换热系数等重要参数的方法，得出能有效降低射流凝结噪声的措施和优化设计方法。本研究将为涉及超音速蒸汽射流的相关工业设备的设计和技术开发提供基础理论依据。