液滴撞壁現(xiàn)象廣泛存在于生活和工業(yè)生產(chǎn)中,許多工程應(yīng)用依靠液滴撞壁來發(fā)揮作用,液滴撞壁后的動力學(xué)和換熱特性會影響工程應(yīng)用的效果。對液滴撞壁的換熱與鋪展特性進(jìn)行研究,不僅能夠完善自由界面氣液兩相流和換熱理論,而且對于相關(guān)的工程應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。本文從提高油氣分離器效率的角度出發(fā),以機(jī)油液滴為研究對象,將數(shù)值模擬作為主要研究方法,結(jié)合實(shí)驗(yàn)和理論分析,對液滴撞擊干壁面和液膜的換熱及鋪展特性進(jìn)行了研究。通過建立可靠的數(shù)值模型,結(jié)合理論分析方法,根據(jù)液滴粘度的區(qū)別,總結(jié)了兩種最大鋪展系數(shù)預(yù)測公式,能有效提高對不同液滴的預(yù)測精度。通過分析液滴撞壁過程的換熱量與撞壁后液滴的溫度分布,發(fā)現(xiàn)在不考慮相變發(fā)生的前提下,液滴撞壁過程的換熱量主要與液滴的內(nèi)能發(fā)生互相轉(zhuǎn)化,液滴換熱特性對鋪展特性的影響實(shí)質(zhì)上是換熱后液滴溫度分布的差異,造成物性參數(shù)發(fā)生變化從而影響鋪展。本文通過改變壁面溫度和液滴溫度來研究液滴撞擊干壁面時的鋪展換熱特性,發(fā)現(xiàn)溫度降低液滴的鋪展系數(shù)減小;壁面溫度對液滴鋪展形態(tài)影響較小,液滴溫度對液滴鋪展形態(tài)影響較大。采用控制變量方法對液滴的動力粘度、表面張力系數(shù)、速度梯度和接觸角進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)對于機(jī)油...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２液滴相態(tài)分布??國內(nèi)外學(xué)者們研宄液滴撞壁問題采用的數(shù)值模擬方法是隨著新計算思想的??

從兩種方法的分析可以看出，ＶＯＦ與Ｌｅｖｅｌ－ｓｅｔ兩種方法可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢??互補(bǔ)，解決ＶＯＦ方法相界面法向和曲率計算精度不夠以及Ｌｅｖｅｌ－ｓｅｔ方法流體質(zhì)??量不守恒的問題［４（）】。如圖１－２，在液滴初始狀態(tài)的相態(tài)分布模型中，根據(jù)Ｆ的數(shù)??值可以分為氣相、液相和混合相三塊區(qū)域....

圖２－２液滴當(dāng)量直徑計算??

液滴撞壁前的初始直徑Ａ）。分別測量液滴撞壁前一幀的水平直徑Ｄｈ和豎直直徑??認(rèn)，貝�。币旱纬跏贾睆健雯柀枺�?１／３［２Ｇ］，如圖２－２所示。??／?＼??；?：，??Ｄｖ??、、＇＇、■，，??圖２－２液滴當(dāng)量直徑計算??２．２數(shù)值模擬方法??２．２．１數(shù)值模型控制方程??液滴撞....

圖２－４計算區(qū)域?qū)ΨQ顯示??

鱗考蔡蒙ｓ讀??ＪｍＢＢｍＬ．??ｒ??圖２－３數(shù)值計算模型??－ｙ??＿ｉ?－＊？Ｊ；２．ｆ５．?Ｉ??ｆ｝，：：＾－二＾＾?副年，＾＾－（繁廠，??、＇‘：ｎ?二；，、＂Ｖ＿ｇｆｆｉ：〈??Ｉ?：；１?）?＿?、????＼?．．．．??：、、一??ｒ＂??圖２－４計算區(qū)域?qū)ΨQ....

圖２－３數(shù)值計算模型??

ｒ＂??圖２－４計算區(qū)域?qū)ΨQ顯示??液滴撞壁模擬涉及到氣液兩相，為了研宄液滴撞壁后的形態(tài)特征，需要對氣??液相分界面進(jìn)行精確的捕捉。第一章中己經(jīng)對目前界面捕捉的方法以及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)??行了分析，采用ＣＬＳＶＯＦ方法可以解決ＶＯＦ方法相界面法向和曲率計算精度不??夠以及Ｌｅｖｅｌ－ｓｅ....

本文編號：3919426