本文關(guān)鍵詞：三相界面附近蒸發(fā)薄液膜區(qū)耦合傳熱的數(shù)值研究

  更多相關(guān)文章： 蒸發(fā)薄液膜 彎月面 耦合傳熱 傳熱貢獻(xiàn) 影響因素

【摘要】：相變換熱設(shè)備界面的邊緣、固體底板上的液滴底層等三相界面附近的傳熱傳質(zhì)往往十分劇烈。蒸發(fā)薄液膜相變過程廣泛存在于三相接觸線附近,其熱阻很小,具有高強(qiáng)度的蒸發(fā)換熱特性。蒸發(fā)薄液膜區(qū)是連接吸附膜區(qū)和本征彎月面區(qū)的過渡區(qū),多個(gè)物理場相互耦合,流動(dòng)傳熱過程十分復(fù)雜。因此,研究蒸發(fā)薄液膜區(qū)耦合傳熱過程,有助于了解蒸發(fā)薄液膜區(qū)的傳熱傳質(zhì)特性和其對(duì)整體換熱效果的貢獻(xiàn),提高相變換熱設(shè)備的傳熱效果。本文基于擴(kuò)展Young-Laplace方程和動(dòng)力學(xué)理論,建立了蒸發(fā)薄液膜區(qū)、本征彎月面區(qū)以及氣液界面上方的氣相流動(dòng)的耦合傳熱數(shù)學(xué)模型。彎月面上方的氣相流動(dòng)往往會(huì)對(duì)蒸發(fā)傳熱造成影響。本文從封閉空間和開放空間氣相流動(dòng)不同出發(fā),分別研究了封閉微腔中蒸發(fā)薄液膜和空氣中液滴蒸發(fā)薄液膜區(qū)的耦合傳熱。定量地研究了蒸發(fā)薄液膜氣液界面的形狀、蒸發(fā)質(zhì)量流量、總換熱量等重要參數(shù)的變化,分析了蒸發(fā)薄液膜區(qū)對(duì)總體換熱效果的貢獻(xiàn)。進(jìn)一步分析了尺寸、過熱度、潤濕性等因素對(duì)蒸發(fā)薄液膜換熱特性的影響。結(jié)論如下：(1)在蒸發(fā)薄液膜區(qū)內(nèi),氣液界面溫度變化劇烈,存在質(zhì)量流量的峰值。(2)隨著尺寸的減小,蒸發(fā)薄液膜區(qū)的溫降占總溫降的份額增大,蒸發(fā)薄液膜區(qū)對(duì)總傳熱量的貢獻(xiàn)也增大。(3)隨著過熱度的升高,蒸發(fā)薄液膜區(qū)對(duì)總傳熱量的貢獻(xiàn)減小。但當(dāng)幾何尺寸為微米量級(jí)時(shí),過熱度對(duì)薄液膜的影響不如尺寸變化明顯。(4)潤濕性越好,彎月面宏觀接觸角越小,蒸發(fā)薄液膜越長,薄液膜傳熱量占總傳熱量的份額越大。對(duì)于超疏水固體底板,液滴蒸發(fā)薄液膜區(qū)對(duì)總傳熱量的貢獻(xiàn)可以忽略。(5)考慮水蒸氣在空氣中的擴(kuò)散,液滴的蒸發(fā)強(qiáng)度小于封閉微腔。
【關(guān)鍵詞】：蒸發(fā)薄液膜 彎月面 耦合傳熱 傳熱貢獻(xiàn) 影響因素
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK124
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 符號(hào)表8-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 蒸發(fā)薄液膜區(qū)的劃分12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 影響蒸發(fā)薄液膜傳熱性能的因素14-15
• 1.5 液滴蒸發(fā)的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.6 主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 數(shù)值模擬18-26
• 2.1 理論模型18-23
• 2.1.1 蒸發(fā)薄液膜區(qū)的形狀18-19
• 2.1.2 氣液界面的質(zhì)量輸運(yùn)19-20
• 2.1.3 水蒸氣在空氣中的擴(kuò)散20-21
• 2.1.4 控制方程21-22
• 2.1.5 多相流模型的選取22-23
• 2.2 FLUENT軟件簡介23
• 2.3 模型求解23-25
• 2.3.1 幾何模型23-24
• 2.3.2 網(wǎng)格劃分24-25
• 2.3.3 求解步驟25
• 2.3.4 后處理25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 封閉空間中蒸發(fā)薄液膜區(qū)的耦合傳熱26-38
• 3.1 數(shù)值模型26-28
• 3.1.1 模型假設(shè)26-28
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分28
• 3.2 計(jì)算結(jié)果分析與討論28-37
• 3.2.1 封閉微腔中薄液膜傳熱傳質(zhì)特性29-32
• 3.2.2 封閉微腔尺寸的影響32-34
• 3.2.3 過熱度的影響34-35
• 3.2.4 潤濕性的影響35-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第4章 開放空間中蒸發(fā)薄液膜區(qū)的耦合傳熱38-51
• 4.1 數(shù)值模型38-40
• 4.1.1 模型假設(shè)38-39
• 4.1.2 網(wǎng)格劃分39-40
• 4.2 計(jì)算結(jié)果分析與討論40-50
• 4.2.1 液滴蒸發(fā)薄液膜傳熱傳質(zhì)特性40-43
• 4.2.2 液滴尺寸的影響43-46
• 4.2.3 過熱度的影響46-48
• 4.2.4 潤濕性的影響48-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 第5章 結(jié)論與展望51-53
• 5.1 主要內(nèi)容及結(jié)論51
• 5.2 展望51-53
• 參考文獻(xiàn)53-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果59-60
• 致謝60

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本文編號(hào)：586932