【摘要】：水平管外降膜流動及換熱特性是決定換熱系統(tǒng)性能的關(guān)鍵,而管外液膜降膜的鋪展及傳熱過程極為復(fù)雜。水平管外液膜厚度的分布規(guī)律、水平管間的流型轉(zhuǎn)換及換熱管的排列方式都直接影響著整個換熱系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。本文以海水淡化裝置中的多效蒸發(fā)器為應(yīng)用背景,借用數(shù)值模擬技術(shù)對水平管外降膜蒸發(fā)傳熱與流動特征進行數(shù)值模擬工作,為將來相關(guān)研究提供更為全面的數(shù)據(jù)支持。通過對影響水平管降膜鋪展及蒸發(fā)性能的各類因素進行歸類總結(jié),重點對水平管間柱狀流型條件下管外降膜蒸發(fā)和鋪展特性進行仿真,考察了柱狀流型中液柱的撞擊作用對降膜鋪展的影響,討論了不同因素對液膜厚度分布的影響;對比分析了兩種不同柱狀流型的鋪展規(guī)律、液膜厚度速度的分布規(guī)律;最后在降膜流動模型的基礎(chǔ)上,添加傳熱模型,研究分析液膜內(nèi)部的溫度分布,并分析了不同因素對換熱系數(shù)的影響。結(jié)果表明:柱狀流型條件下,來流液柱對降膜鋪展及液膜厚度分布有重要影響,來流液柱所攜帶的動能推動了液膜的鋪展,這使得在靠近來流液柱的位置處的液膜厚度減小,流速增大,由于物性參數(shù)、雷諾數(shù)等因素的差異,水平管之間會形成順排和叉排兩種柱狀流型。流型的差異還體現(xiàn)在管外液膜厚度分布上,順排流型下,相鄰液柱之間的液膜厚度成V型,而叉排流型下,相鄰液柱之間的液膜厚度分布遵循中間厚兩邊薄的特征,經(jīng)分析,兩種流型形成的關(guān)鍵是相鄰液柱之間是否形成了明顯的“波峰”現(xiàn)象,波峰的出現(xiàn),是順排到叉排流型轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。降膜鋪展過程中的液膜內(nèi)部的擾動作用對液膜內(nèi)部的溫度分布影響巨大,由于液膜內(nèi)部的擾動作用,在相鄰液柱之間及水平管的尾流區(qū),溫度分布較為均勻。最后對降膜蒸發(fā)過程的換熱性能展開分析,通過與實驗值得對比檢驗,所建立的換熱模型能夠較好的模擬水平管外的換熱過程,降膜Re對降膜蒸發(fā)過程起抑制作用,而蒸發(fā)溫度T_(sat)的升高能夠提升系統(tǒng)的換熱性能。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK124

【參考文獻】

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本文編號：2683640