跨临界CO_2两相喷射器的背压影响分析

喷射器的性能易受到喷射器运行时产生的非平衡相变、超音速流及激波等多种复杂现象的影响,同时出口压力也影响着喷射器的性能,对于跨临界CO_2两相喷射器内的流动状态,简化模型很难描述内部的激波特征。考虑实际物理条件,比较二维和三维计算精度,运用三维CFD模拟和基于密度梯度在迭代过程不断调节细化网格的网格自适应方法,准确预测喷射器的性能,分析了喷射器的出口背压及其激波的特性。研究结果表明,喷射器的背压在高速运行过程中存在临界值,当高速运行过程的喷射器背压持续低于此值时,喷射器扩散室入口处的混合管道中流体流速将大大超过正常工作的亚音速,壅塞现象将会同时产生,喷射系数在此时将会达到最大值,而喷射器背压的持续增加和变化对于激波链的稳定性影响不再显著。随着喷射器出口压力的继续增大,激波链的长度和强度也随之不断衰减。研究结果可为喷射器的性能优化和发展提供可靠的理论依据。