本文關(guān)鍵詞：基于格子Boltzmann方法的細微通道內(nèi)脈沖加熱下沸騰相變的研究

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【摘要】：現(xiàn)代換熱設(shè)備的微型化趨勢使細微通道內(nèi)的相變問題受到廣泛關(guān)注。在實際應(yīng)用中,脈沖加熱狀態(tài)下細微通道內(nèi)的氣泡生長運動特點有別于持續(xù)加熱,受許多因素影響。目前為止,人們對脈沖加熱下流體相變換熱的研究主要集中在實驗方面,數(shù)值模擬方面的進展比較緩慢,急需拓展新思路�？紤]到近年來發(fā)展迅速的格子Boltzmann方法在求解多相流問題方面的優(yōu)勢,本文在詳細介紹格子Boltzmann方法的基礎(chǔ)上,使用雙分布函數(shù)多相熱LB模型對細微通道內(nèi)的沸騰相變進行了計算分析。使用的模型是原有雙分布函數(shù)熱LB模型的改進模型,該模型在穩(wěn)定性及可計算參數(shù)范圍方面較原模型更優(yōu)。本文的計算分為單個脈沖周期和三個脈沖周期兩部分。單個脈沖周期的計算結(jié)果表明：在溫度和壓力固定時,計算所得的沸騰起始時間與加熱熱流密度成反比,但較實驗結(jié)果滯后；加熱熱流密度的增大使氣泡最大體積及其整個生命周期均增大,熱滯后效應(yīng)也增強；而脈沖寬度對沸騰的影響在加熱熱流密度不同時有所不同,小熱流密度下,脈沖寬度的增大使沸騰更劇烈；大熱流密度下,氣泡的體積及內(nèi)外壓差變化更具波動性,內(nèi)外壓差在氣泡消失前出現(xiàn)了短暫的快速上升過程。三個脈沖周期下的計算條件為輸入總熱量不變,結(jié)果表明：當脈沖寬度固定時,脈沖間隔越大沸騰越不劇烈；而當脈沖間隔固定時,脈沖寬度越小沸騰越劇烈。對比持續(xù)加熱與脈沖加熱可知,在同樣的時間和輸入熱量下,脈沖加熱較持續(xù)加熱更能引起通道內(nèi)流體的振蕩運動,達到強化換熱的效果,且這種優(yōu)勢在持續(xù)加熱功率越小時越大。
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK12

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