超声速涡流管能量分离效能分析

作     者：李乐 赵斌 王前程 冈敦殿 赵玉新 LI Le;ZHAO Bin;WANG Qiancheng;GANG Dundian;ZHAO Yuxin

作者机构：长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114 国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11802336) 

出 版 物：《长沙理工大学学报(自然科学版)》 (Journal of Changsha University of Science & Technology:Natural Science)

年 卷 期：2024年第21卷第6期

页      码：120-129页

摘      要：【目的】涡流管被广泛应用于各种定点或小范围制冷的工业环节,但因受制于效率低、制冷量小等缺陷而难以进一步推广应用。本文通过对超声速涡流管进行能量分离效能分析,研究涡流管效能优化方法。【方法】用Laval喷嘴替换传统涡流管中的渐缩喷嘴,设计了一种超声速涡流管。通过数值模拟和试验,研究了该涡流管的能量分离效能随结构参数和操作参数的变化规律。对较高入口压力下的工况进行了数值计算,并在较低入口压力下开展了试验,得到了长径比、马赫数和入口压力对超声速涡流管能量分离效能的影响规律。【结果】超声速涡流管效能曲线的数值模拟结果的变化趋势与试验结果的大致相同。当入口压力为12 MPa时,长径比为25的超声速涡流管最佳制冷效应可达57.01 K。【结论】超声速涡流管的制冷、制热效应较好,但其最佳制冷效率远比传统涡流管的低。在一定范围内,增大长径比、喷嘴出口气流马赫数和入口压力可以提高超声速涡流管能量分离效能。

主 题 词：超声速涡流管 能量分离效能 数值模拟 马赫数 制冷效率 

学科分类：080705[080705] 082304[082304] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.19951/j.cnki.1672-9331.20220814001

馆 藏 号：203156831...