竖直通道内降膜流动数值模拟

降膜蒸发是一种高效的传热技术,平均液膜厚度是考察降膜蒸发传热性能的一个重要影响因素。本文基于VOF算法,建立了水和空气沿二维竖直通道降膜流动的CFD模型,模拟研究了液膜速度、工质种类、同向和逆向气流对平均液膜厚度的影响。结果表明：提高液膜速度会增大平均液膜厚度;气相工质对液膜厚度影响不大,而液相工质对液膜厚度影响较大,液膜厚度随液相黏度增大而增大;同向气流对入口段和发展段的液膜厚度影响不大,稳定段液膜厚度会随着同向气流速度的增大而减小;平均液膜厚度随逆向气流速度增大而降低,当逆向气流速度达到2.5 m/s后,气流速度对液膜厚度的影响减小。     

竖直通道内降膜流动数值模拟研究

降膜蒸发是一种高效的传热技术,平均液膜厚度是考察降膜蒸发传热性能的一个重要影响因素。本文基于VOF算法,建立了水和空气沿二维竖直通道降膜流动的CFD模型,模拟研究了液膜速度、工质种类、同向和逆向气流对平均液膜厚度的影响。结果表明:提高液膜速度会增大平均液膜厚度;气相工质对液膜厚度影响不大,而液相工质对液膜厚度影响较大,液膜厚度随液相黏度增大而增大;同向气流对入口段和发展段的液膜厚度影响不大,稳定段液膜厚度会随着同向气流速度的增大而减小;平均液膜厚度随逆向气流速度增大而降低,当逆向气流速度达到2.5 m/s后,气流速度对液膜厚度的影响减小。     

内翅板蒸发式冷凝器降膜流动与传热特性

为了增强蒸发式冷凝器板外气液两相流动与传热,基于数值模拟方法对比分析了几种新型的板片结构,研究了板片构型、喷淋水喷淋密度、空气入口速度等因素对气液两相流流体流动及传热性能的影响。结果表明:半圆波纹板有较长的水膜稳定时间和较大的换热面积,换热性能较好;不同板片结构的蒸发式冷凝器具有不同的最佳喷淋水喷淋密度,最佳喷淋密度区间范围为0.48~0.93 kg/(m·s);空气入口速度一定时,半圆波纹板的壁面温度随喷淋密度增大而增大,气液界面温度随喷淋密度增大而减小;当空气入口速度小于2.5 m/s时,空气入口速度的适当增大能够有效减薄半圆波纹板板外水膜厚度,强化换热。     

泡沫金属对射流冲击强化换热的影响

射流冲击热表面能够对发热源的换热起到强化作用,在热表面添加泡沫金属可以对换热起到再次强化的效果,本文通过实验和数值模拟的方法,分析泡沫金属在射流冲击强化换热中的显著作用。     

突扩膨胀射流冲击换热与流动的数值模拟

采用大涡模拟模型对突扩膨胀射流冲击平板的传热特性及喷嘴内部流场进行数值模拟,得到不同进口Re数,不同膨胀比情况下喷嘴内部流场和射流冲击平板时的换热效果,分析了不同进口Re数、膨胀比E、冲击高度H/d对换热和流动的影响.研究表明,与直喷嘴进行对比,由于膨胀喷嘴射流与周围介质的掺混、渗透作用使射流的流速大大降低,最大速度偏离几何中心,使得换热效果减弱,对加热平板的冷却具有不对称性,但使得整个换热板的平均冷却效果更加均匀.     

超音速氧气射流对电弧炉熔池作用三相流数值模拟研究

论文利用Fluent 6.3,通过对某钢厂150t电弧炉冶炼过程中不同供氧流量下超音速氧气射流冲击熔池流场进行三维三相流数值模拟,研究电弧炉熔池在炉壁侧吹氧枪作用下的流场分布及其变化情况,探讨超音速氧气射流对电弧炉熔池的作用。研究表明氧气射流冲击熔池引发钢液渣液流动波动,流动速度(冲击动能)以波的形式由冲击点向熔池中心传递。熔池的速度场分布呈现"周围高、中心低,表层高、底部低"的趋势;由于射流的作用,熔池内部生成涡流。涡流中心是钢液循环的中心,对钢液循环流动速度场有重要作用。随着供氧流量的增加,涡流中心越远离氧枪,且在熔池中越深;氧气射流在熔池表面生成的冲击凹坑在渣层中间横截面的冲击面积S(m2)和供氧流量QO2(m3/h)成线性关系,可表示为:S=0.0004*QO2-0.0932。     

非圆管管外降膜流动和换热特性分析

利用VOF方法,对圆管、椭圆管和扁管进行水平管外降膜流动二维数值模拟分析,研究Re数在1 278~3 406范围内3种管形对管外降膜传热和流动的影响。计算结果表明:在顶部冲击区和尾流区,管的曲率及其变化对流动和换热的影响很复杂,曲率较小会导致顶部冲击区的扰动面积增加和液膜厚度增加;相比圆管,椭圆管和扁管平均液膜厚度更小,传热性能更优;从平均液膜厚度上看,椭圆管最小,扁管次之;从平均传热系数上看,扁管最大,椭圆管次之。之所以椭圆管和扁管的平均液膜厚度和平均传热系数存在不一致,本文认为是由顶部冲击区对扁管的扰动影响要远大于椭圆管,且Re数取值较大,椭圆管的平均液膜厚度较小的优势无法凸显导致的。     

泡沫金属换热器内流动与换热性能的研究进展

基于泡沫金属三维结构的复杂性,从理论分析、实验研究和数值模拟三个方面论述了近年来泡沫金属换热器内流动与换热性能的研究进展。基于多孔介质的流体动力学和传热传质理论,简述了提高泡沫金属换热器换热性能的研究进展、阻力特性和传热特性及其对换热器换热性能的影响,并结合泡沫金属模型,分析了泡沫金属强化换热的机理及其对流动和换热性能的影响,提出精细化处理泡沫金属的微孔尺寸和完善泡沫金属模型,研究了泡沫金属用于换热器方面的发展趋势。     

微圆管内R1234ze(E)流动沸腾的环状流特性模拟研究

本文建立了制冷剂R1234ze(E)在微圆管内流动沸腾过程中的环状流模型,对传热和气液两相流动压降进行了模拟研究。综合考虑重力、表面张力及气液界面剪切力的影响,模拟分析了周向液膜不均匀分布特性及该特性对流动与换热的影响,经验证,计算结果与已有实验结果吻合较好。本文还研究了不同因素对环状流区域表面传热系数与压降的影响。模拟结果表明:在流动起始区域,截面液膜厚度的分布受重力作用影响,随着流动沸腾过程的进行,该影响作用开始减弱,且有重力作用时的环状流平均表面传热系数高于无重力作用时的环状流平均表面传热系数,随着重力加速度的增加,环状流的平均表面传热系数不断增大;随着质量流速的增大,表面传热系数与压降均随之增大;随着管径增大,表面传热系数与压降均随之减小。     

泡沫金属中池沸腾传热的研究进展

介绍了泡沫金属的结构特性,总结了泡沫金属中池沸腾的气泡生长速度、气泡直径和气泡生长现象等传热特点,以及泡沫金属的孔隙率、孔密度等参数对池沸腾传热的影响,并指出了泡沫金属中沸腾传热的研究方向。     

泡沫金属中池沸腾传热的研究进展

介绍了泡沫金属的结构特性，总结了泡沫金属中池沸腾的气泡生长速度、气泡直径和气泡生长现象等传热特点，以及泡沫金属的孔隙率、孔密度等参数对池沸腾传热的影响，并指出了泡沫金属中沸腾传热的研究方向。     

液氮薄膜在切应力作用下的降膜流动和传热模型

以钎焊板式换热器当中液氮薄膜为研究对象,通过建立在切应力作用下层流饱和蒸发液氮薄膜的传热特性的物理模型,推导出了无量纲液膜厚度和表面传热系数与气液界面切应力、界面对流换热强度、初始雷诺数和流动长度之间的非线性关系式.     

流体横掠泡沫金属中等温光管的流动与传热分析

基于Brinkman-Forchheimer-extended Darcy流动模型和局部热平衡传热理论建立了流体横掠泡沫金属中等温光管的对流传热控制方程组,运用Runge-Kutta法和"打靶法"对方程组进行了数值求解,依据数值计算结果对流体流动与传热性能进行了分析,并得出了对流传热的Nusselt数关联式。结果表明,泡沫金属的孔隙率和孔密度(ppi)对强化传热起着至关重要的作用,但它的存在同时也增大了压力降,这为泡沫金属在换热器等化工设备上的实际应用提供了理论依据。     

环形池内双层流体浮力-热毛细对流的实验研究

液封提拉法生长晶体过程中,液封流体与熔体形成了不相溶的双层流体。除了自由表面的热毛细力作用外,液-液界面的热毛细力以及浮力共同驱动了双层系统内浮力-热毛细对流的产生。为了了解环形池内双层流体的复杂流动和传热特征,本工作对环形池内0.65cSt硅油与水组成的双层流体浮力-热毛细对流进行了实验观察。实验记录了不同的液层厚度比和深宽比条件下流动失稳的临界温差与流动形态。结果表明,液层总厚度的增大会削弱系统的流动稳定性。流动失稳的流动形态有三种,即第一种热流体波、第二种热流体波和三维稳态流动。实验还观察到了流动分岔现象。     

旋转射流冲击凸台换热特性的数值模拟

运用重整化(RNG)的κ-ε模型对半封闭板内带旋流的射流冲击凸台的传热及流动进行仿真,研究了旋转射流冲击凸台时的流场特性以及凸台表面、侧壁和平板上的传热特性.分析了旋流强度(旋转数)、流动Re数、冲击高度H/D对传热与流动的影响.结果表明,不同Re数下旋流会削弱驻点处的冲击作用,从而使得驻点处的传热Nu数减小.在雷诺数Re=25 000时,在旋转数0相似文献   

空气隙膜蒸馏过程传质的强化

采用双向入流的圆形短管膜组件,并将超声激励技术用于膜蒸馏系统,以提高空气隙膜蒸馏通量.以自来水和稀盐溶液为料液,研究冷热溶液温差、空气隙厚度、超声激励和溶液浓度对蒸馏通量的影响.实验结果表明:合理设计膜组件、有效布置溶液的流动和控制实验参数,及超声激励技术,能降低温度极化、浓度极化和膜污染,从而有效提高空气隙膜蒸馏通量.     

聚能射流引爆屏蔽B炸药的数值模拟及试验

为研究?30 mm装药的聚能射流对屏蔽B炸药的冲击起爆问题,采用非线性有限元LS-DYNA程序数值模拟了聚能射流形成、侵彻及冲击引爆屏蔽B炸药作用过程,得到了射流穿过50~75 mm不同厚度屏蔽钢板的速度、直径以及侵入炸药界面的射流能量值,得到引爆B炸药的临界屏蔽板厚度,计算获得该聚能射流临界起爆速度。最后通过试验对数值计算的B炸药起爆特性进行了验证,试验结果与计算符合较好。研究证明,?30 mm装药的聚能射流对屏蔽B炸药的临界引爆屏蔽板厚度为70 mm,可用于反导战斗部毁伤目标。     

射流冲击凸台时传热与流动的数值模拟研究

针对冲击射流应用中经常会遇到不平整表面的情况(如各种电子元件),采用RNG的κ-ε模型,对处在半封闭板内凸台的冲击传热和流动进行了数值模拟.研究了冲击凸台表面、侧面及平板上的传热特性,分析了冲击高度H/D、流动Re数等参数对传热和流动的影响.结果表明,冲击高度较小时凸台上表面的传热Nu数沿径向的分布有一个先抑后扬的特征,在凸台边缘处达到最大.数值模拟还较好地给出了射流冲击凸台后流体分离、再次冲击平板等复杂的流动特征.     

垂直烧结多孔层通道内沸腾传热机理

在总结多年来系列试验研究基础上，提出了垂直烧结多孔层上沸腾传热的物理模型。描述了多孔层内沸腾热及流运过程，同时考虑了多孔层上液膜流速及厚度对多孔层内气流流动及传的影响。这些方面的研究为潜在的工业应用提供了理论论据。     

悬挂单滴型液膜的制备和BLSM厚度的测定

本文以N—113A为表面活性剂,研究了悬挂单滴型液膜的制备方法、液膜的薄化过程及双分子层液体表面活性剂膜(Bilayer Liquid SurfactantMembrane 以下简称BLSM)厚度的测定。实验结果表明,液膜的薄化过程可以分为三个阶段。首先是外压薄化阶段,此时液膜厚度较大,van der Waals 引力作用可以忽略,液膜的薄化是通过静水压力缓慢进行的。其次是液膜的“排液”阶段,此时液膜厚度约为10~4(?),在van der Waals 引力作用下,液膜的蒋化速度以近似为时间的指数迅速增加。最后由于表面活性剂疏水基团的空间阻障作用,排液阶段结束,薄化过程的速度越来越慢直至达到BLSM 或破膜。BLSM 的厚度是液膜的重要参量,也是研究膜其它性质的基础。实验证明BLSM 的厚度具有较好的再现性。