發(fā)布時(shí)間：2021-12-21 23:44

　　隨著微流控芯片和微熱管系統(tǒng)概念的相繼提出,微通道多相流技術(shù)成為近些年來(lái)學(xué)者們的研究熱點(diǎn),如何強(qiáng)化微通道內(nèi)流體的傳熱效率成為如今迫切需要解決的問(wèn)題之一。本文將利用數(shù)值模擬方法研究壁面性質(zhì)對(duì)T型微通道液滴/氣泡運(yùn)動(dòng)特性和傳熱過(guò)程的影響,具體研究結(jié)果如下:首先,研究了梯形阻塊表面潤(rùn)濕性對(duì)氣泡的生成及流動(dòng)過(guò)程的影響。發(fā)現(xiàn)在Ca數(shù)為0.009的情況下,通過(guò)改變阻塊的表面潤(rùn)濕性可以改變氣泡的運(yùn)動(dòng)特征:保持微通道壁面接觸角θw=140°為一定值,在所研究的流量比范圍內(nèi),當(dāng)阻塊壁面接觸角θb在110°左右時(shí),氣泡受阻塊的作用沿著T型微通道上壁面運(yùn)動(dòng):當(dāng)θb為90左右時(shí),微通道內(nèi)發(fā)生了氣泡間的聚合現(xiàn)象,使得氣泡的特征直徑增大,生成頻率減小。其次,研究了阻塊處于微通道頸部的三種位置與形狀（梯形、圓形和三角形）對(duì)液滴生成與流動(dòng)過(guò)程的影響。發(fā)現(xiàn)在寬高比一定的情況下,阻塊形狀為梯形時(shí)且處于特定的位置時(shí),微通道內(nèi)更容易生成小體積、高頻率的液滴,并且在壁面熱流密度保持一定的情況下,微通道壁面平均Nu數(shù)最大。在連續(xù)相流量一定的情況下,液滴的特征直徑和脫離頻率隨著分散相流量的減小而減小,微通道壁面平均Nu數(shù)隨著分散相流... 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證，網(wǎng)格數(shù)分別為３８０３，２００７６，３丨５１２．??２．３模擬結(jié)果與模型驗(yàn)證??

?？＇??圖２．２網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證，網(wǎng)格數(shù)分別為３８０３，２００７６，３丨５１２．??２．３模擬結(jié)果與模型驗(yàn)證??在研究微通道氣液兩相流時(shí)，微通道兩相流流型受進(jìn)口流量比和毛細(xì)數(shù)共同??影響。連續(xù)相與分散相流量比定義為其中込表示連續(xù)相進(jìn)口流量，＆表示分散??相進(jìn)口流量。而ａ?，其中決表示連續(xù)相密度，＆表示連續(xù)相入口平均速度，??Ａｃ表示連續(xù)相進(jìn)口通道截面，的計(jì)算公式與込類似。Ｏｚ數(shù)表征了黏性力與表面張??力之比，定義為：Ｃａ?＝?／＾．／ｃｘ，其中從和ｃ分別表示連續(xù)相的黏度和氣液兩相表面??張力。為了驗(yàn)證此Ｖ０Ｆ模型的準(zhǔn)確性，采用上述Ｖ０Ｆ模型模擬了?Ｔ型微通道氣液兩??相流

圖２．４Ｔ型微通道內(nèi)液滴特征直徑隨流量比變化關(guān)系圖??根據(jù)Ｃａ數(shù)數(shù)量級(jí)的不同，液滴在微通道中所表現(xiàn)的流型也不同，具體表現(xiàn)為液滴??特征直徑（Ｌ／Ｄ）的大小。圖２．５給出了流量比一定的情況下，同一時(shí)刻黏度比和Ｃａ數(shù)??對(duì)Ｔ型微通道內(nèi)液滴形成及脫離的影響，圖２．５（ａ），?（ｂ）分別對(duì)應(yīng)Ｃａ數(shù)為０．０５６時(shí)黏度??比為０．１２５和Ｉ時(shí)的液滴形成過(guò)程而圖２．５（ｃ），（ｄ）的Ｃａ數(shù)為０．００５，黏度比同樣為０．１２５??和Ｉ。觀察圖（ａ）和圖（ｃ）可以看出在同一時(shí)刻，黏度比為一定的情況下由于Ｃａ數(shù)的不??同，液滴在微通道頸部脫裂時(shí)的體積大小也不相同。Ｃａ＝０．００５時(shí)，如圖２．５（ｃ）所示，處??于擠壓機(jī)制，分散相流體進(jìn)入主通道頸部時(shí)逐漸占據(jù)了整個(gè)微通道，隨后連續(xù)相流體??在通過(guò)頸部時(shí)受到分散相的阻礙，隨著上游壓力的增大，分散相流體從頸部脫離形成??阻塞整個(gè)微通道的塞狀流。Ｃａ＝０．０５６時(shí)，如圖２．５（ａ）所示，處于滴落機(jī)制，分散相流??體在進(jìn)入主流區(qū)時(shí)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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