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激光辅助冷凝抑制的同位素分离过程气体超声速流动的理论研究
1
作者 李艳霞 王振强 +2 位作者 胡云雷 史壮壮 刘中良 《核科学与工程》 北大核心 2025年第2期384-393,共10页
超声速流动在激光辅助冷凝抑制的同位素分离(SILARC)过程中起重要作用。将氩气在锥形喷管中的超声速流动简化为理想气体的一维等熵稳定流动,理论分析了喷管内速度、比容、压力和温度随着流道截面积的变化,并给出喷管出口参数和临界参数... 超声速流动在激光辅助冷凝抑制的同位素分离(SILARC)过程中起重要作用。将氩气在锥形喷管中的超声速流动简化为理想气体的一维等熵稳定流动,理论分析了喷管内速度、比容、压力和温度随着流道截面积的变化,并给出喷管出口参数和临界参数。重点研究了喷管张角对氩气超声速流动参数的影响。分析结果表明,随着流动的进行和流通面积的增大,速度迅速增大但逐渐趋于一个定值;温度、压力、比容则不断降低,这三个参数同样存在一个极限值。锥形喷管的张角对流动参数有一定的影响,随着角度的增大,速度和马赫数不断增大,但增幅却越来越小,且速度的增长幅度远不如马赫数的增长。背压对喷管出口流量和流动参数的影响显著,当背压不超过临界压力时,出口流量始终等于临界流量,背压降低则出口速度不断升高而出口温度却持续降低。 展开更多
关键词 超声速射流 锥形喷管 理论分析 流动参数变化规律 喷管张角 出口参数
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超低压环境中气体超声速射流数值研究
2
作者 李艳霞 王振强 +2 位作者 胡云雷 李宾 刘中良 《核科学与工程》 北大核心 2025年第3期579-588,共10页
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... 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。 展开更多
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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