壓力振蕩管深度膨脹機(jī)理分析.pdf

1、在壓力振蕩管工作過(guò)程中，高壓氣體間歇性地射入管內(nèi)進(jìn)行膨脹。壓力振蕩管內(nèi)出現(xiàn)氣體膨脹后壓力低于背壓的現(xiàn)象，稱(chēng)為氣體深度膨脹現(xiàn)象。深度膨脹的程度是以膨脹深度衡量的。研究壓力振蕩管深度膨脹機(jī)理對(duì)于提高壓力振蕩管制冷和增壓性能具有十分重要的意義和價(jià)值。本文采用理論分析，數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)壓力振蕩管深度膨脹機(jī)理展開(kāi)研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)壓力振蕩管內(nèi)膨脹特性理論進(jìn)行分析，研究表明:通過(guò)改變壓力振蕩管兩端邊界條件可以達(dá)

2、到控制管內(nèi)壓力波類(lèi)型的目的;通過(guò)匹配管兩端邊界條件以構(gòu)建管內(nèi)相關(guān)波系實(shí)現(xiàn)壓力振蕩管增壓或制冷功能。⑵通過(guò)數(shù)值的方法對(duì)壓力振蕩管與高壓噴嘴接通過(guò)程中深度膨脹規(guī)律進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明，當(dāng)平移速度不變時(shí)，管內(nèi)射入氣體質(zhì)量隨高壓噴嘴寬度呈線(xiàn)性變化;接觸面在壓力振蕩管內(nèi)運(yùn)動(dòng)距離與高壓噴嘴寬度呈冪函數(shù)變化關(guān)系，且冪指數(shù)小于1;膨脹深度隨高壓噴嘴寬度變化曲線(xiàn)呈上凸趨勢(shì)，高壓噴嘴存在最優(yōu)寬度;高壓噴嘴最優(yōu)寬度與平移速度關(guān)系為(B)*h=34.3(v)

3、up-1.5，0.087＜(v)up＜0.15，相關(guān)系數(shù)R2=0.99;膨脹深度隨著膨脹比的增加而加深。膨脹深度越深，入射激波越強(qiáng)。⑶采用數(shù)值的方法研究壓力波對(duì)深度膨脹影響，結(jié)果表明，造成影響的壓力波主要為:反射激波、反射膨脹波和反向壓縮波，其中反射激波和反向壓縮波帶來(lái)不利的影響。這些壓力波的類(lèi)型受壓力振蕩管和中壓噴嘴匹配關(guān)系影響。在中壓噴嘴中加入消波器后可以有效降低反向壓縮波的強(qiáng)度，削弱反向壓縮波對(duì)膨脹深度的影響。消波器排氣通道的寬度

4、是影響消波器性能的重要因素，主排氣通道寬度為0.8倍到1.4倍壓力振蕩管寬度，副排氣通道寬度為0.4倍壓力振蕩管寬度為最優(yōu)尺寸。⑷搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究不同操作參數(shù)下深度膨脹的變化規(guī)律，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:通過(guò)壓力振蕩管單管實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證了在壓力振蕩管與高壓噴嘴閉合后，管內(nèi)存在深度膨脹的現(xiàn)象;極值頻率下膨脹深度較非極值頻率下具有更大的膨脹深度深;由壓力振蕩管式增壓機(jī)實(shí)驗(yàn)得知;膨脹深度隨壓比增加表現(xiàn)為逐漸增強(qiáng)的變化;偏轉(zhuǎn)距離的改變會(huì)使得膨脹深度呈現(xiàn)上