水蒸汽亚毫秒级凝结实验研究.pdf

2023 年 8 月第 44 卷 第 8 期Aug.2023Vol.44 No.8推进技术JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY2205063-1水蒸汽亚毫秒级凝结实验研究*王新宝1，李健斌1，金熠1，陈龙奎1，黄生洪1，翟超1，常光2，3，刘中臣2，3（1.中国科学技术大学 工程科学学院，安徽 合肥 230027；2.中国航空工业空气动力研究院，辽宁 沈阳 110034；3.高速高雷诺数气动力航空科技重点实验室，辽宁 沈阳 110034）摘 要：为模拟高超声速风洞中水蒸汽凝结现象，设计了一种基于稀疏波反射原理的凝结实验系统，采用“空间等效时间”思想，在固定位置测量流场随时间的变化，实现了0.141.4ms亚毫秒时间尺度的凝结。通过吸收光谱测量方法实现了凝结过程中流场温度、水蒸汽含量的高时间分辨率（100kHz）测量，对小时间尺度凝结现象的影响因素进行了分析。结果表明：不同亚毫秒时间尺度下凝结规律相同；水蒸汽含量或试验段初始压力增加，凝结发生越快，即喷管中的凝结位置越靠前，而发生凝结时的拐点温度越高；初始压力与水蒸汽含量不变时，压力下降速度越快，发生凝结位置越靠前，发生凝结时拐点温度相同。关键词：燃烧加热风洞；水蒸汽；小时间尺度；非平衡凝结；凝结规律；吸收光谱技术中图分类号：V211.73 文献标识码：A 文章编号：1001-4055（2023）08-2205063-08DOI：10.13675/ki.tjjs.2205063Experimental Research on Sub-Millisecond Condensation of Water VaporWANG Xin-bao1，LI Jian-bin1，JIN Yi1，CHEN Long-kui1，HUANG Sheng-hong1，ZHAI Chao1，CHANG Guang2，3，LIU Zhong-chen2，3（1.School of Engineering Science，University of Science and Technology of China，Hefei 230027，China；2.AVIC Aerodynamics Research Institute，Shenyang110034，China；3.Aviation Key Laboratory of Science and Technology on High Speed and High Reynolds Number Aerodynamic Force Research，Shenyang 110034，China）Abstract：To simulate the condensation phenomenon of water vapor in a hypersonic wind tunnel，a condensation experiment system based on the principle of sparse wave reflection was designed.With the idea of“space equivalent time”，the change of airflow over time was measured at a fixed position，and condensation on sub-millisecond time scales from 0.14ms to 1.4ms was achieved.Also，with the absorption spectrum measurement method，the temperature and water vapor content in the condensation process of the flow field were measured with high time resolution（100kHz），and the influence factors of condensation phenomenon on small time scales were analysed.The results show that：the condensation laws keep the same at different sub-millisecond time scales.The condensation occurs faster when the water vapor content increases or the initial pressure in the test section in*收稿日期：2022-05-18；修订日期：2022-09-01。基金项目：国家自然科学基金（U21B6003）。作者简介：王新宝，硕士生，研究领域为流场光学诊断。通讯作者：金熠，博士，高级工程师，研究领域为流场光学诊断。E-mail：引用格式：王新宝，李健斌，金熠，等.水蒸汽亚毫秒级凝结实验研究 J.推进技术，2023，44（8）：2205063.（WANG Xin-bao，LI Jian-bin，JIN Yi，et al.Experimental Research on Sub-Millisecond Condensation of Water VaporJ.Journal of Propulsion Technology，2023，44（8）：2205063.）推进技术2023 年第 44 卷 第 8 期2205063-2creases，which means the more forward the condensation position in the nozzle，the higher the inflection point temperature is when condensation occurs.When the initial pressure and water vapor content are constant，the faster the pressure drops，the earlier the condensation occurs，and the temperature at the inflection point remains unchanged when condensation occurs.Key words：Combustion heating wind tunnel；Water vapor；Small time scale；Non-equilibrium condensation；Condensation law；Absorption spectroscopy1 引 言燃烧加热风洞是通过以燃料燃烧的方式产生高焓高超声速试验气流的一种高焓高超声速风洞，是进行吸气式高超声速飞行器地面试验的主要设备。但是在燃烧加热式风洞中，无论是采用氢燃料还是碳氢燃料，产物中均存在水蒸汽。试验气体通过设备喷管进入风洞试验段前，由于沿喷管扩张段气体急速膨胀，燃烧产物中的水蒸汽可能发生急剧的凝结，进而改变流动参数，带来试验的可靠性问题。典型的有美国空军阿诺德工程开发中心的航天推进试验装置（APTU）1和 NASA Langley中心的八英尺高 温 风 洞（8-Foot High Temperature Tunnel，8-Foot HTT）2，模拟马赫数 4，5和 6.8，运行时试验段流场静温在 220250K。关于其水蒸汽凝结的研究众多3-6，结果显示此时喷管中会发生水汽凝结现象，对吸气推进和空气热结构测试结果带来显著影响7-8。其中Erickson等3首先采用准一维喷管结合凝结模型进行了数值研究，考察不同驻室条件下液滴半径及静压等参数变化。在此基础上，Perrell等4提出了一种计算二维喷管非平衡相变流动方法，针对八英尺高温风洞喷管开展了数值评估，计算结果表明相对无凝结计算条件，喷管出口静温和静压有所上升，马赫数下降约 11%。随后杨顺华等5通过对 Erickson等3的方法进行改进，分析了水蒸汽的凝结过程和有限速率的液滴增长过程，明确了对于燃烧加热风洞的标定必须要考虑水蒸汽凝结的影响。但综合来看，尽管陆续有文献发表，但对水相变引起的负面影响规律乃至消除方法还缺少定量、细致的研究，这主要是因为尽管可以采用数值模拟手段预测水蒸汽的相变，但对具体相变位置，相变程度还缺少精细的测量。目前，关于喷管中的凝结实验研究中，主要有三种实验方法。第一种是通过移动喷管设备在沿喷管流向不同位置进行测量：Pathak等9使用压力跟踪测量、小 角 度 X 射 线 散 射 技 术，Fisher10，Wu 等11和Tanimura 等12-14使用近红外可调谐半导体吸收光谱（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，TDLAS）方法，将移动喷管不同位置处的测量结果组合起来作为凝结现象的描述，这种方法在不同组次的测量实验之间，流场的重复性要求很高，对实验设备提出了较高的要求。第二种实验方法是在喷管多个位置进行测量15-16：通过在喷管上布置多个压力测量孔，该方法在很大程度上会改变流场结构，影响测量结果。第 三 种 实 验 方 法 是 在 一 个 固 定 位 置 进 行 测量17-19：通过“时间等效空间”的思想，将流动方向的膨胀过程转化为试验段内固定位置气流随时间的膨胀过程，在一定程度上简化了实验流程，模拟了喷管中水蒸汽凝结过程，但由于试验方案与试验设备的限制，只实现了 10ms量级的水蒸汽凝结测量。对于高超声速喷管中的凝结过程，其膨胀时间尺度通常在亚毫秒至毫秒量级，如 8-Foot HTT 风洞凝结位置在距喉道 57m5，其膨胀时间尺度小于5ms，这类小时间尺度下的非平衡凝结过程和机理研究还缺乏足够的实验支撑。本文基于“时间等效空间”思想，进一步设计了一种基于稀疏波反射原理的凝结实验系统，实现亚毫秒量级的凝结过程，使用 TDLAS 测量方法对凝结发生过程的流场温度与水蒸汽含量进行高时间分辨测量。通过改变试验条件，分析小时间尺度下水蒸汽的凝结过程和影响规律。2 实验系统及测试方法2.1 凝结实验系统凝结实验系统如图 1 所示，主要由试验段、连接段和真空段组成。采用“时间等效空间”思想18，能够在固定位置处捕获水汽瞬态凝结的整个过程。其中 试 验 段 整 体 为 长 方 体 结 构，横 截 面 积 400mm6mm。利用激波沿横截面积不变且均匀的通道传播时，激波形状不会发生改变的特性，采用矩形内腔的设计来保证流场的均匀性，这样在实验系统发生高速膨胀时，稀疏波能沿均匀的通道向试验段传播。连接段为矩形框架，使用 0.0125mm 厚的聚酯薄膜（PET）隔离试验段与真空段，采用 1000V 的电容电源与 0.2mm的镍铬合金丝实现电控破膜。水蒸汽亚毫秒级凝结实验研究第 44 卷 第 8 期2023 年2205063-3实验过程中试验段内为含有一定量水蒸汽的空气，真空段压力 1kPa。高速膨胀时由于压差的作用，会在分界面产生稀疏波与冲击波，分别在试验段与真空段传播，波系图如图 2所示。稀疏波到达测量位置后经壁面反射产生反射稀疏波，再次经过测量位置，此时稀疏波与反射稀疏波的瞬态膨胀降温作用使得试验段流场压力与温度下降，增大过冷度，出现水蒸汽的凝结。本文设计了两种长度为 150mm 与 300mm 的试验段，实现了 0.141.4ms 的小时间尺度凝结。实验前，首先将真空段抽至低压状态，利用真空泵连接压力控制阀调节试验段初始压力，同时通过压力控制阀 将 配 置 好 的 特 定 参 数 的 实 验 气 体 充 入 试 验 段中；然后对电容电源进行充能，当电压达到 1000V时放电，此时镍铬合金丝温度急速升高，PET 膜瞬间破开，试验段内气体开始高速膨胀，水蒸汽发生凝结。2.2 测量系统测量系统包括 TDLAS 测量和压力测量，用来采集水蒸汽凝结过程的流场参数变化，从而对水蒸汽的凝结特性进行分析。图 3 为实验系统与测量系统示意图。TDLAS 测量是一种非接触式测量，通过控制激光器发射特定频率的激光，穿过待测流场后经探测器接收，分析出射信号与入射信号的关系，可以得到待测流场的温度、组分含量等信息。本文采用中心频率为 1395nm 与 1392nm 的近红外激光器（NEL NLK1E5EAAA），经信号发生器（TEK AFG3022C）输出的两路频率为 100kHz，占空比 1/2，相位差 180的锯齿波信号控制，输出具有同样特征的激光信号，经光纤耦合器耦合后通过待测流场，被试验段另一端的多模光纤接收，最后利用探测器（Thorlabs PDA10CS-EC）将光信号转化成电信号传输给示波器（TEK MDO3014）。实验过程中，由于激光器输出频率的限制，高扫描频率下激光器输出波长范围变短，此时基线拟合误差较大，通过使用未经过流场的信号作为参考信号来进行基线拟合，这样能够有效地得到透射信号的基线，避免高频扫描信号下无法对透射信号进行基线拟合的问题，提高了测量的时间分辨率。并通过热电偶对 TDLAS测量结果进行评估，在室温下，TDLAS 测量结果与热电偶测量结果的标准差1K，结合3准则得到实验过程中TDLAS测量的不确定度为3K。压力测量采用三个量程为 100kPa的压阻传感器（双桥 CYF1502ASMF），沿轴向分布在试验段底部左、中、右三个方向的压力测点上（图 3）。实验过程中，压力信号经由压力变送器与电源适配器转化为电信号传输给示波器（TEK MDO3014），同时以该压力测量信号作为触发信号控制示波器同步采集 TDLAS 出射信号，经 100MS/s的采样频率存储在移动设备中。多压力传感器测点能够测量膨胀过程中稀疏波到达试验段底部不同位置的时间，通过三个传感器 测 量 结 果 的 一 致 性 能 够 验 证 试 验 段 流 场 的 均匀性。Fig.2Wave pattern diagram of the condensation experiment systemRW：Rarefaction wave；RRW：Reflected rarefaction wave；CS：Contact surfaces；CW：Compression wave；RCW：Reflected compression wave；M：Measuring positionFig.1Condensation experiment system推进技术2023 年第 44 卷 第 8 期2205063-43 试验结果与分析3.1 水蒸汽凝结过程3.1.1 仿真喷管中水蒸汽凝结过程 以燃烧加热风洞为对象，图 4 给出了一长 18m，出口直径 3.5m，出口马赫数 5.5的喷管在考虑水蒸汽相变时的流场温度云图20-21，从图中可以观察到喷管在距喉道 7.5m 左右温度上升，这是由于水蒸汽凝结释放大量潜热。图 5 为模拟喷管中水蒸汽凝结过程的温度和水蒸汽含量 X 随喷管位置变化曲线，图中工况 1 的喷管驻室条件为：总压 8MPa，总温 1535K，水蒸汽含量0.1；工况 2 的驻室条件为：总压 14MPa，总温 1535K，水蒸汽含量 0.1。其中工况 1时水蒸汽凝结位置距喉道 7.8m，从喉道到达凝结位置时间 4.5ms，温度开始上升为 241K；工况 2 水蒸汽凝结位置距喉道 7.35m，凝结时间 4ms，温度上升为 253K。从图中可以看出水蒸汽在喷管中的凝结过程分为三个阶段，温度先下降后上升再下降，而含量均在温度下降一段时间后，温度上升前减少。3.1.2 凝结实验系统中水蒸汽凝结过程 以试验段初始压力为 60kPa，真空段初始压力为1kPa，初始温度 305K，水蒸汽含量 3%的条件进行凝结实验。图 6 为 TDLAS 测量流场温度与水蒸汽含量随时间的变化，黑色虚线表示由压力数据利用等熵膨胀理论得到的温度结果，红色三角形表示测量得到的温度值，蓝色正方形表示测量得到的水蒸汽摩尔含量。图中以温度开始下降时刻为 0时刻，即稀疏波到达测量位置。在 0 时刻前，试验段内流场保持稳定，流场温度和水蒸汽含量保持不变；稀疏波到达测量位置后，温度开始下降，此时 TDLAS温度测量结果与等熵膨胀温度值吻合较好，而试验段水蒸汽含量不变（00.14ms）；在 0.14ms 时水蒸汽摩尔浓度出现下降，气态水发生凝结，此时流场温度仍保持下降趋势，将该含量下降时刻称为凝结时间；在 0.25ms 时TDLAS 温度测量结果升高，偏离等熵膨胀值，这是由于随着凝结量的累计，凝结放热效应强于膨胀带来的温度降低，此时的温度值称为拐点温度，随后流场温度逐渐上升；随着凝结变缓，在 0.41ms时流动中膨胀效应较凝结放热效应更为强烈，流场温度又开始Fig.3Schematic diagram of experimental system and test systemFig.5Variation of temperature and water vapor content in nozzles under different conditionsFig.4Simulate temperature contours of the nozzle flow field水蒸汽亚毫秒级凝结实验研究第 44 卷 第 8 期2023 年2205063-5下降，同时水蒸汽浓度下降过程逐渐变缓。再之后，0.52ms时反射压缩波到达测量位置使得流场温度上升，部分水蒸发导致水蒸汽摩尔含量升高；随着膨胀的继续进行，流场温度与水蒸汽摩尔含量也逐渐下降。实验过程中试验段底部三个不同位置处的压力测量结果如图 7所示，流场压力经过稳定、快速下降、上升和缓慢下降的过程。结合图 6 流场温度和水蒸汽含量变化趋势，图中 A 点即 0时刻为稀疏波与反射稀 疏 波 共 同 作 用 使 得 测 点 压 力 急 速 下 降；B 点 为0.35ms，压力上升在水蒸汽开始凝结与拐点温度出现之后，为水蒸汽大量凝结产生凝结激波所致；C 点为0.52ms时反射压缩波到达测量位置，试验段压力有上升趋势。从图中可以看出左边、中间和右边的压力传感器测量值在水蒸汽大量凝结前（AB 段）基本一致，说明膨胀过程中试验段产生的稀疏波始终稳定的向流场内传播，证明了实验系统沿测量方向的均匀性，而之后由于凝结激波与反射压缩波的作用使三个压力传感器的值有所偏差。从试验段压力变化中能观察到大量凝结产生凝结激波的时刻，但是并不能明显地观察到水蒸汽开始凝结的时刻，这是由于小时间尺度下水蒸汽开始凝结时作用效果较弱，不能抵消稀疏波的影响。结合仿真喷管中水蒸汽凝结过程，可以看出与本文所述凝结实验系统的凝结过程基本一致，而喷管中随着初始条件的变化，凝结位置发生前移或者后移，这与凝结实验系统中不同时间尺度的凝结相符，即凝结时间的变化对应了喷管中凝结发生位置的改变。3.2 亚毫秒时间尺度下的凝结现象分别在 150mm 与 300mm 的试验段中进行实验，以试验段初始压力、初始水蒸汽含量为变量采集不同凝结时间尺度的实验，实现亚毫秒级的水蒸汽凝结过程。图 6为凝结时间 0.14ms的水蒸汽凝结，图 8为凝结时间 0.38ms和 1.45ms下的 TDLAS测量结果。结果显示尽管各组实验的凝结时间与拐点温度不同，但温度与水蒸汽含量变化趋势相同，温度均呈现先下降后上升再下降的趋势，而水蒸汽含量均在温度下降一段时间后，拐点温度前减少。结合课题组 Peng等19在 10ms 量级的水汽凝结测量结果，显示亚毫秒级时间尺度下水汽凝结仍然遵循这一凝结规律。Fig.7Measurement results of three pressure sensors at the bottom of the test sectionFig.6Variation of temperature and water vapor content in the test section with timeFig.8Measurement results under different condensation time推进技术2023 年第 44 卷 第 8 期2205063-63.3 水蒸汽凝结现象影响因素提取试验段初始水蒸汽含量、初始压力与压力下降速度为变量，研究小时间尺度下凝结现象的影响因素，实验分组如表 1所示。其中第一组以水蒸汽含量为变量，第二组以试验段初始压力为变量，第三组以压力下降速度为变量。3.3.1 水蒸汽含量对凝结的影响 先将试验段抽真空，压力控制阀连接含液态水的密封瓶，通过液态水蒸发充入定量的水蒸汽，然后充入 N2调配初始水蒸汽含量。在试验段初始压力为（601）kPa，真 空 段 初 始 压 力 为 1kPa，初 始 温 度 为（2971）K情况下研究不同初始水蒸汽含量的非平衡凝结过程。测量结果如图 9所示，图 9（a）为试验段初始水蒸汽含量为 0.8%时，随时间变化的 TDLAS 测量结果，其膨胀过程中流场温度与含量的变化规律与图 6 基本一致，温度均呈现先下降再上升的变化过程。在此膨胀过程中，凝结时间为 0.36ms，拐点温度242K。图 9（b）为试验段初始水蒸汽含量为 2%时的测量结果，其凝结时间为 0.25ms，拐点温度 249K。图9（c）为试验段初始水蒸汽含量为 3.5%时的测量结果，其凝结时间为 0.19ms，拐点温度 258K。图 10 为不同水蒸汽含量下凝结时间与拐点温度，测量结果显示当水蒸汽含量越高，凝结时间越短，拐点温度越高。这表明喷管中随着载气中水蒸汽含量的增大，凝结发生位置前移。这是因为增加水蒸汽含量，单位空间中水分子个数增多，分子碰撞几率增大，分子之间形成凝结核的速率加快，此时水蒸汽凝结与液滴增长所需的驱动力减小，即饱和温度与气相温度的差值减小，拐点温度增大。3.3.2 压力对凝结的影响 试验段一端连接真空泵，在控制液态水蒸发进入试验段的初始水蒸汽含量不变的情况下，研究不同初始压力下的非平衡凝结过程。图 11 为三组试验段初始温度为 296K、初始水蒸汽含量为（20.1）%时不同压力下的拐点温度与凝结时间测量结果，其中试验段初始压力为 31kPa 时，凝结时间为 0.33ms，拐点温度 228K；试验段初始压力为60kPa时，凝结时间为 0.28ms，拐点温度 250K；试验段初始压力为 101kPa时，凝结时间为 0.21ms，拐点温度261K；其膨胀过程中流场温度与含量的变化规律与图 6凝结过程基本一致。从图中趋势可以看出，压力对凝结时间与拐点温度都有影响，且初始压力越大，凝结时间越短，拐点温度越高。说明在喷管中随着载气压力的增大，凝结发生位置前移。这是因为增大压力会导致分子碰撞更剧烈，加快了结核速率；同时增大压力使水蒸汽分压增大，其对应着更大的饱Table 1 TDLAS measurement results under different initial conditionsGroup123Initial pressure/kPa6059603160101596060Initial temperature/K297297298296296296297296297Initial content/%0.82.03.52.02.01.92.02.02.0Pressure drop rate/（kPa/ms）-1119367Inflection point temperature/K242249258228250261249250250Condensation time/ms0.360.250.190.330.280.210.250.280.38Fig.9TDLAS measurement results when the initial pressure of the test section is 60kPa水蒸汽亚毫秒级凝结实验研究第 44 卷 第 8 期2023 年2205063-7和温度，相同气相温度下与饱和温度的温差增大，驱动力变大，凝结加快。3.3.3 压力下降速度对凝结的影响 在试验段初始压力为（601）kPa、初始温度为（2971）K、初始水蒸汽含量为 2%的情况下，通过改变连接段 PET膜的长度改变压力下降速度。图 12为三组压力下降速度分别为 111，93，67kPa/ms 的实验测量凝结时间与拐点温度。实验结果显示当控制压力下降速度为唯一变量时，拐点温度不变而凝结时间不同，且压力下降越快，凝结时间越短。不同压力下降速度对应不同尺寸的喷管，这表明喷管中初始压力与水蒸汽含量相同时，压力下降速度越大的喷管，凝结发生位置越靠前，而拐点温度相同。3.4 试验结果分析基于以上实验结果，可以将水蒸汽凝结过程划分为三个阶段：第一阶段为凝结初始阶段，此时流场温度开始下降，水蒸汽含量不变，流场中尚未发生凝结现象，该阶段水蒸汽会处于过饱和状态。当流场温度与压力持续下降，凝结过程过渡到第二阶段即少量凝结阶段，此时水蒸汽发生凝结，水蒸汽含量开始下降，而流场温度由于膨胀降温作用仍在减小。第三阶段为大量凝结阶段，此时凝结效应强于膨胀带来的温度降低，流场温度升高，明显偏离等熵温度值。通过对亚毫秒级、毫秒级乃至十毫秒量级的时间尺度下的凝结过程进行分析，其均经历了这三个阶段，这也表明了亚毫秒至十毫秒的不同时间尺度下，凝结过程类似。其次，通过对水蒸汽凝结现象的影响因素分析，本文认为无论是水蒸汽含量还是初始压力，均能改变单位空间中水分子结核的速率，进而改变凝结所需的驱动力。而水蒸汽凝结的驱动力主要源于水蒸汽饱和温度和气相温度的差，所以水蒸汽凝结时间与拐点温度会发生变化，在喷管中即对应着凝结发生位置的改变。4 结 论本文通过设计一种凝结试验系统，研究了亚毫秒级时间尺度下水蒸汽凝结过程和影响规律，主要结论如下：（1）亚毫秒至十毫秒量级时间尺度下凝结规律相同，均可以分为三个阶段，温度先下降后上升再下降，水蒸汽含量在温度下降一段时间后，拐点温度前减少。（2）试验段水蒸汽含量为唯一变量时，水蒸汽含量越大，凝结时间越短，拐点温度越高。这表明喷管中随着载气中水蒸汽含量的增大，凝结发生位置前移。（3）试验段初始压力为唯一变量时，初始压力越大，凝结时间越短，拐点温度越高。这表明喷管中随着载气压力的增大，凝结发生位置前移。（4）试验段压力下降速度为唯一变量时，压力下降速度越快，凝结时间越短，拐点温度不变。这表明对不同尺寸喷管，初始压力与水蒸汽含量相同时，压力下降速度越大，凝结发生位置越靠前。Fig.12Condensation time and inflection point temperature at different expansion ratesFig.10Condensation time and inflection point temperature under different contentsFig.11Condensation time and inflection point temperature at different pressures推进技术2023 年第 44 卷 第 8 期2205063-8致 谢：感谢国家自然科学基金的资助，感谢杨基明老师在探讨研究思路中给予的帮助。参考文献 1 Candler G V.APTU Nozzle Code Manual，Version 3.0R.AEDC TR-05-2.2 Guy R，Rogers R，Puster R，et al.The NASA Langley Scramjet Test Complex R.AIAA 96-3243.3 Erickson W D，Mall G H，Prabhu R K.Finite-Rate Water Condensation in Combustion-Heated Wind TunnelsR.NASA 88-2833.4 Perrell E，Erickson W，Candler G.Numerical Simulation of Nonequilibrium Condensation in a Hypersonic Wind TunnelJ.Journal of Thermophysics and Heat Transfer，1996，10（2）：277-283.5 杨顺华，乐嘉陵.燃烧加热风洞中有限速率的水蒸气的凝结 C.黄山：第十届全国激波与激波管学术会议，2002.6 VanPelt T B.A Parametric Study of Water Vapor Condensation in Supersonic Nozzle Flow FieldsD.Knoxville：The University of Tennessee，2006.7 Harvin S，Cabell K，Gallimore S，et al.Test Capability Enhancements to the NASA Langley 8-Foot High Temperature Tunnel C.San Diego：JANNAF CS/PSHS/APS Joint Meetings，2006.8 Cox-Stouffer S，Edwards J.On the Probability and Consequences of Water Condensation in Vitiated，Supersonic Wind 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