本文關(guān)鍵詞：毛細(xì)管內(nèi)氣液兩相流型的數(shù)值模擬研究

  更多相關(guān)文章： 毛細(xì)管 流型 Taylor流 氣液柱 流動(dòng)沸騰

【摘要】：本論文對(duì)毛細(xì)管內(nèi)氣液兩相流型、Taylor流流動(dòng)特性以及毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)沸騰換熱的特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,采用VOF計(jì)算模型和適宜的研究方法,考察毛細(xì)管外部結(jié)構(gòu)、流體物性對(duì)氣液兩相流型的影響,也分析毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)沸騰換熱的特性。本文采用的是標(biāo)準(zhǔn)的四邊形網(wǎng)格劃分方法,通過(guò)嚴(yán)格加密壁面處的網(wǎng)格,可以精細(xì)地捕捉氣液兩相流界面。運(yùn)用FLUENT求解器中的VOF模型對(duì)T型毛細(xì)管中氣液兩相流型進(jìn)行二維數(shù)值模擬求解,模擬出不同氣液相表觀速率下的流型變化及Taylor流流動(dòng),繪制出以氣液兩相速率為橫縱坐標(biāo)的流型關(guān)系圖。并把模擬結(jié)果和本課題組進(jìn)行圓形微通道內(nèi)氣液兩相脈動(dòng)流動(dòng)的可視化實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在氣液兩相速率較小時(shí)比較吻合。此外,通過(guò)改變毛細(xì)管的當(dāng)量直徑,在一定的氣液兩相速率下,觀察Taylor流中的氣液柱長(zhǎng)度的變化,發(fā)現(xiàn)得到的模擬值、關(guān)聯(lián)式預(yù)測(cè)值和前人的實(shí)驗(yàn)值在微型管徑范圍內(nèi)非常吻合,這也進(jìn)一步說(shuō)明了本文采用的計(jì)算模型是合理的。通過(guò)建立合適的氣液兩相計(jì)算模型和二維數(shù)學(xué)模型,通過(guò)改變黏性力、表面張力、接觸角、入口幾何結(jié)構(gòu)以及壁面粗糙度等參數(shù),分析它們對(duì)毛細(xì)管內(nèi)Taylor流流動(dòng)特性的影響。模擬研究表明:表面張力對(duì)Taylor流流動(dòng)的影響很小,而毛細(xì)管入口幾何結(jié)構(gòu)的差異會(huì)使得Taylor流中兩相形態(tài)界面產(chǎn)生差異;壁面接觸角改變會(huì)使得Taylor流中氣液柱的長(zhǎng)度會(huì)呈現(xiàn)凹函數(shù)的線性變化;隨著黏性力的增加,毛細(xì)管內(nèi)氣液柱長(zhǎng)度都會(huì)減少;壁面粗糙度的改變,會(huì)直接影響毛細(xì)管Taylor流流型的變化。針對(duì)毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)沸騰換熱進(jìn)行模擬研究,分析了管內(nèi)流動(dòng)沸騰中氣液兩相的流型變化,考察了流動(dòng)沸騰中毛細(xì)管內(nèi)溫度的變化以及管內(nèi)氣泡的運(yùn)動(dòng)行為。發(fā)現(xiàn)流動(dòng)沸騰過(guò)程中毛細(xì)管內(nèi)主流溫度絕大部分接近工質(zhì)飽和溫度,管內(nèi)發(fā)生相變作用使得流型從單相流變化到泡狀流、彈狀流,最后由于管內(nèi)工質(zhì)相變作用加劇回到單相流流型;管內(nèi)氣泡在毛細(xì)管也會(huì)重復(fù)發(fā)生合并、脫離、再合并和再脫離現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK124

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本文編號(hào)：1303625