In diesem Artikel werden drei Winkel des konischen Erweiterungsabschnitts einer CO2-Zweistoffdüse mit aktivem Strömungsstrahl betrachtet: 0,076°, 0,306° und 0,612°. Es wurden homogene Gleichgewichts-, verzögerte Gleichgewichts- und Reibungsmodelle gekoppelt und mit experimentellen Literaturdaten verglichen. Die dominierenden Strömungsmechanismen der nichtgleichgewichtigen Phasenänderung und Wandreibung im verzögerten Ausdehnungsprozess der Düse bei den jeweiligen Winkeln werden untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass im Untersuchungsbereich bei kleinem Erweiterungswinkel (θ1=0,076°) die Wandreibung der Hauptmechanismus für die verzögerte Expansion der Düse ist; bei mittlerem Winkel (θ2=0,306°) die nichtgleichgewichtige Phasenänderung dominiert; bei großem Winkel (θ3=0,612°) nähert sich der Ausdehnungsprozess einer isentropen Expansion an. Für die Designoptimierung ist es notwendig, entsprechende Modelle zu verwenden. Bei kleinem Winkel wurde nach Kopplung des verzögerten Gleichgewichtsmodells mit dem Reibungsmodell festgestellt, dass der reale Düsenhals sich in den Erweiterungsabschnitt zurückverlagert, was durch indirekte Experimente der Forschungsgruppe bestätigt wurde, und der prognostizierte kritische Massenstrom deutlich unter den Werten der homogenen Gleichgewichts- und verzögerten Gleichgewichtsmodelle liegt. Bei großem Winkel sind die Unterschiede der drei Modelle gering.

Zweistoffdüse;nichtgleichgewichtige Phasenänderung;Reibung;CO2