【摘要】：為探究表面張力對(duì)微通道內(nèi)水溶液流動(dòng)沸騰的影響,針對(duì)0.2 mm×20.0 mm的矩形微通道,底面恒熱流(q=200 k W·m-2)加熱的工況進(jìn)行數(shù)值模擬.采取VOF多相流模型和用戶(hù)自定義函數(shù)建模,應(yīng)用幾何重構(gòu)的方法追蹤汽液兩相界面遷移的變化.通過(guò)計(jì)算得到表面張力σ分別為0.035,0.045,0.059 N·m-1(純水)時(shí),微通道內(nèi)水溶液流動(dòng)沸騰過(guò)程中汽泡沿流動(dòng)方向的成長(zhǎng)、聚并等演變行為和相應(yīng)的汽液兩相流的流型發(fā)展?fàn)顩r(泡狀流、彈狀流和拉伸汽泡流).結(jié)果表明:與σ=0.059 N·m-1相比,σ=0.035 N·m-1時(shí),單個(gè)汽泡尺寸減小約1/2,流型轉(zhuǎn)變滯后,且通道進(jìn)出口壓降Δp波動(dòng)幅度減小約2.1 k Pa,加熱壁面溫度超過(guò)400 K的區(qū)域減少3/4,最高過(guò)熱溫度從1 600 K降到1 000 K;不同的表面張力,微通道內(nèi)流動(dòng)方向上的汽泡演變過(guò)程有所差別,但均會(huì)依次出現(xiàn)泡狀流、彈狀流和拉伸汽泡流的流型變化規(guī)律;減小表面張力,有助于提高汽液兩相流的流動(dòng)穩(wěn)定性,進(jìn)而保證微通道內(nèi)相變換熱的可靠性.
[Abstract]:In order to investigate the influence of surface tension on the flow boiling of the aqueous solution in the micro-channel, the numerical simulation of the constant heat flow (q = 200k W 路 m-2) on the bottom surface of a rectangular microchannel with a diameter of 0.2 mm and 20.0 mm was carried out. The VOF multi-phase flow model and the user-defined function modeling are adopted, and the change of the vapor-liquid two-phase interface migration is tracked by the method of geometric reconstruction. When the surface tension is calculated to be 0.035, 0.045, 0.059 N 路 m-1 (pure water), the growth of the bubble in the flow direction, the evolution of the polymerization and the flow pattern development of the corresponding vapor-liquid two-phase flow (bubble flow, elastic flow and stretch bubble flow) in the flow direction of the water solution in the micro-channel are obtained. The results show that the size of a single bubble is reduced by about 1/2, the flow pattern transition is delayed, and the pressure drop of the inlet and outlet of the channel decreases by about 2.1 k Pa, and the area of the heating wall surface exceeds 400 K is reduced by 3/4, compared with the area of the channel = 0.059 N 路 m-1. The maximum superheat temperature is reduced from 1 600 K to 1 000 K; different surface tension is different from the evolution of the bubble in the flow direction in the micro-channel, So as to improve the flow stability of the vapor-liquid two-phase flow and further ensure the reliability of the phase transformation heat in the micro-channel.
【作者單位】： 江蘇大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目(14C26213201131)
【分類(lèi)號(hào)】：TK124

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本文編號(hào)：2493451