流體振蕩器是一種輸入一定壓力的工作流體而產(chǎn)生交替或掃略射流的流體器件。流體振蕩器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、工作穩(wěn)定，可以應(yīng)用于流體控 制、流量測(cè)量、制冷和環(huán)境治理等領(lǐng)域。目前，關(guān)于附壁式振蕩器的研究工作大都針對(duì)低速流動(dòng)，很少涉及超聲速流體振蕩器，其起振機(jī)制和超聲速振蕩過(guò)程還不夠清晰。因此，本文上海一恒科學(xué)儀器有限公司對(duì)不同結(jié)構(gòu)的超音速附壁式振蕩器進(jìn)了數(shù)值計(jì)算和分析，試圖揭示超聲速流體振蕩器的起振機(jī)制以及振蕩器的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能的影響規(guī)律。
(1) 數(shù)值模擬結(jié)果表明，產(chǎn)生超聲速射流的流體振蕩器在結(jié)構(gòu)上是可行的。振蕩器內(nèi)部流場(chǎng)流動(dòng)結(jié)構(gòu)、射流的馬赫數(shù)、射流膨脹加速程度以及是否能夠產(chǎn)生振蕩等內(nèi)在流動(dòng)細(xì)節(jié)和物理機(jī)制是由振蕩器的噴嘴寬度、混合腔入口寬度以及喉道寬度的相對(duì)大小決定的。
(2) 振蕩器的最小流通截面設(shè)計(jì)在喉道位置( 也就是混合腔出口) ，混合腔內(nèi)都處于亞聲速流動(dòng)狀態(tài)。最小流通截面設(shè)計(jì)在噴嘴位置，混合腔內(nèi)都處于超聲速流動(dòng)狀態(tài)。在上海一恒科學(xué)儀器有限公司研究的參數(shù)范圍內(nèi)，當(dāng)噴嘴寬度遠(yuǎn)小于混合腔入口寬度時(shí)，振蕩器的延遲時(shí)間 t0 隨著喉道寬度的增加而減小; 當(dāng)噴嘴寬度接近混合腔入口寬度時(shí)，振蕩器延遲時(shí)間t0隨喉道寬度的變化不明顯。
(3) 在噴嘴寬度和混合腔入口寬度不變時(shí)，振蕩器存在一個(gè)臨界喉道寬度值。一旦超過(guò)這個(gè)臨界值時(shí)，噴嘴流出的主射流膨脹加速后，一方面其自身動(dòng)量增加，這需要具有更高能量的反饋流對(duì)其進(jìn)行自維持控制，另一方面部分流體“逆流”進(jìn)入反饋通道，甚至堵塞混合腔入口，造成振蕩器的不起振。
(4) 在上海一恒科學(xué)儀器有限公司參數(shù)范圍內(nèi)，當(dāng)保持噴嘴寬度不變時(shí)，振蕩周期隨著喉道寬度的增大而逐漸減小，但減小幅度越來(lái)越小; 當(dāng)喉道寬度相同時(shí)，振蕩周期隨噴嘴寬度的減小而減小。
以上內(nèi)容僅供參考。
掃一掃進(jìn)入手機(jī)官網(wǎng)
掃一掃關(guān)注我們
