过膨胀超音速蒸汽射流的一种流形及其换热研究

摘要

本文对进口压力0.4MPa和0.5MPa的过膨胀超音速蒸汽在30-50℃过冷水中浸没射流凝结形成的收缩-膨胀-收缩形汽羽的几何参数和换热特性进行了实验研究，并给出了与汽羽形状对应的典型的射流温度场，建立了收缩-膨胀-收缩形汽羽的分析模型，给出了汽羽的收缩比和无量纲穿透长度。同时根据平均凝结换热系数的实验关联式，得到射流凝结换热系数在0.71-1.16MW/m2℃之间。通过简化得到汽羽表面积的计算公式，根据对流换热模型，得到的平均凝结换热系数在0.71-1.03MW/m2℃之间，与实验关联式得到的结果基本一致。