Der Durchmesser der Mischkammer hat einen signifikanten Einfluss auf die Leistung des Zweiphasen-Injektors. Basierend auf der Theorie des turbulenten Strahls wird in diesem Artikel eine Strahlanalyse-Designmethode für den Durchmesser der Mischkammer des Zweiphasen-Injektors vorgeschlagen: Wenn der Durchfluss des Mischstrahls den Zielgesamtstrom des Injektors erreicht, ist der Durchmesser der äußeren Strahlgrenze der optimale Durchmesser der Mischkammer. Nach dieser Methode wurde der Durchmesser der Mischkammer eines CO2-Injektors eines bestimmten Modells optimiert; bei einem Ejektionsverhältnis von 0,5 beträgt der optimale Durchmesser 2,4 mm. Mithilfe numerischer Simulationen wurde der Einfluss des Mischkammerdurchmessers auf die Leistung des CO2-Injektors untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass unter gleichen Bedingungen der optimale Durchmesser der Mischkammer 2,2 mm beträgt. Bei einem Mischkammerdurchmesser von 2,4 mm beträgt der Druckanstieg des Injektors 0,9 MPa, was eine Steigerung von 57,9 % gegenüber vor der Optimierung darstellt. Basierend auf der Strahltheorie wurde eine Korrelation für den dimensionslosen optimalen Mischkammerdurchmesser angepasst. Bei einem Ejektionsverhältnis von 0,4 bis 0,8 liegt der dimensionslose optimale Durchmesser bei 1,7 bis 2,1. Die Prognoseergebnisse der Korrelation weichen um -6 % bis 10 % von den CFD-Simulationsergebnissen ab und können zur ingenieurmäßigen Abschätzung des optimalen Mischkammerdurchmessers verwendet werden.

Injektor; Mischkammer; Zweiphasenströmung; Strahl; Optimierung