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直射喷嘴结构对超低温氮气射流温度和速度的影响
1
作者
何奇汭
杨东
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期2516-2526,共11页
液氮冷却低温切削是实现钛合金等难加工材料的绿色、高质量加工的有效手段之一。为实现面向超低温氮气射流过程温-速控制的喷嘴结构优选,采用数值模拟结合实验研究的方法,探析锥直型喷嘴入口直径D、出口直径d、收缩角α0以及长径比l/d...
液氮冷却低温切削是实现钛合金等难加工材料的绿色、高质量加工的有效手段之一。为实现面向超低温氮气射流过程温-速控制的喷嘴结构优选,采用数值模拟结合实验研究的方法,探析锥直型喷嘴入口直径D、出口直径d、收缩角α0以及长径比l/d对出口射流场温-速分布的影响规律。研究结果表明:存在一核心结构场使得场内射流速度和温度与喷嘴出口处的一致,而核心结构场外速度衰减幅值与温升幅值随出口直径d增加而减小。在实验条件下,当d从2.0 mm增至4.0 mm时,射流速度衰减幅值自386.3 m/s降至40.1 m/s,射流温升幅值自92.7 K降至41.1 K;射流速度核心区长度sn1和射流温度核心区长度sn2与d呈线性正相关,且sn1的变化率为sn2变化率的1.4倍;相较于l/d,d对出口轴心射流速度um的影响更显著。随着d从2.0 mm增至4.0 mm,um降低了74.9%;随着长径比l/d从1增至4,um增加了3.2%,表明减小喷嘴出口直径和增大长径比有利于提高锥直型出口射速。
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关键词
超低温氮气射流
直射喷嘴结构
射流核心区长度
轴心射流速度
数值模拟
下载PDF
职称材料
题名
直射喷嘴结构对超低温氮气射流温度和速度的影响
1
作者
何奇汭
杨东
机构
安徽大学机械工程系
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期2516-2526,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(52005002)
安徽省高等学校自然科学研究重大项目(2023AH040010)。
文摘
液氮冷却低温切削是实现钛合金等难加工材料的绿色、高质量加工的有效手段之一。为实现面向超低温氮气射流过程温-速控制的喷嘴结构优选,采用数值模拟结合实验研究的方法,探析锥直型喷嘴入口直径D、出口直径d、收缩角α0以及长径比l/d对出口射流场温-速分布的影响规律。研究结果表明:存在一核心结构场使得场内射流速度和温度与喷嘴出口处的一致,而核心结构场外速度衰减幅值与温升幅值随出口直径d增加而减小。在实验条件下,当d从2.0 mm增至4.0 mm时,射流速度衰减幅值自386.3 m/s降至40.1 m/s,射流温升幅值自92.7 K降至41.1 K;射流速度核心区长度sn1和射流温度核心区长度sn2与d呈线性正相关,且sn1的变化率为sn2变化率的1.4倍;相较于l/d,d对出口轴心射流速度um的影响更显著。随着d从2.0 mm增至4.0 mm,um降低了74.9%;随着长径比l/d从1增至4,um增加了3.2%,表明减小喷嘴出口直径和增大长径比有利于提高锥直型出口射速。
关键词
超低温氮气射流
直射喷嘴结构
射流核心区长度
轴心射流速度
数值模拟
Keywords
cryogenic
nitrogen
jet
direct
injection nozzle
structure
jet
core
length
axis
jet
velocity
numerical
simulation
分类号
O358 [理学—流体力学]
TJ011.5 [理学—力学]
TP69 [兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
直射喷嘴结构对超低温氮气射流温度和速度的影响
何奇汭
杨东
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
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