發(fā)布時間：2017-07-29 08:19

  本文關(guān)鍵詞：動力型熱管內(nèi)R134a流動沸騰過程的特性研究

  更多相關(guān)文章： 動力型熱管 R134a汽液兩相流 流動沸騰 壓降梯度 對流換熱系數(shù)

【摘要】：針對動力型熱管內(nèi)兩相流沸騰過程復雜未知,實驗復現(xiàn)性差的問題,本文搭建了動力型熱管兩相流沸騰傳熱實驗裝置,對水平管內(nèi)R134a工質(zhì)沸騰傳熱過程的壓降特性及對流換熱系數(shù)進行了實驗研究,并將獲得的實驗數(shù)據(jù)與前人總結(jié)的壓降、對流換熱系數(shù)計算關(guān)聯(lián)式進行了對比分析,研究表明:兩相流實驗結(jié)果與Muller-Steinhagen-Heck壓降關(guān)聯(lián)式的積分值吻合較好,誤差在±10%以內(nèi);當干度大于0.1時Mohseni關(guān)聯(lián)式所得對流換熱系數(shù)與實驗結(jié)果具有較好一致性,誤差在±10%以內(nèi),但在干度小于0.1時存在較大偏差,部分誤差已超30%,為此重新擬合了干度小于0.1時的對流換熱系數(shù)計算關(guān)聯(lián)式。本文建立了水平管內(nèi)兩相流沸騰傳熱過程的數(shù)理模型,利用VOF多相流模型對水平管內(nèi)R134a氣液兩相流流動沸騰過程進行了數(shù)值模擬,研究表明:采用Fluent軟件中VOF多相流模型同時添加Lee模型對圓管內(nèi)無過冷的R134a工質(zhì)沸騰相變過程進行數(shù)值模擬時,Lee模型中r值影響氣泡的產(chǎn)生、液體的過熱度,其大小應(yīng)通過數(shù)值模擬及實驗共同確定,其主要影響因素為工作介質(zhì)種類與熱流密度大小。針對Fluent中的VOF模型模擬兩相流流動沸騰換熱時偏差較大的問題,本文提出了一種改進的VOF模型,該改進模型能夠有效克服由于汽液兩相共用一個動量方程而帶來的計算偏差,且合理考慮了沸騰換熱機理,可更為準確地模擬氣液兩相流流動沸騰過程的壓降梯度,其壓降梯度模擬值與Muller-Steinhagen-Heck壓降關(guān)聯(lián)式預算值具有較好的一致性,誤差均在±15%以內(nèi);也可更為準確地模擬R134a工質(zhì)管內(nèi)流動沸騰傳熱過程的對流換熱系數(shù),其對流換熱系數(shù)模擬值與修正后Mohseni關(guān)聯(lián)式預算值具有較好的一致性。本文的研究結(jié)果可為工質(zhì)為R134a的蒸發(fā)器的實驗研究、數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計提供有效的理論參考標準,其研究方法可推廣應(yīng)用于其他工質(zhì)的沸騰換熱研究。
【關(guān)鍵詞】：動力型熱管 R134a汽液兩相流 流動沸騰 壓降梯度 對流換熱系數(shù)
【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-8
• 引言8-16
• 0.1 研究背景與意義8-9
• 0.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-15
• 0.2.1 管內(nèi)汽液兩相流流型的研究現(xiàn)狀9-12
• 0.2.2 管內(nèi)汽液兩相流壓力降的研究現(xiàn)狀12-13
• 0.2.3 管內(nèi)汽液兩相流相變模型的研究現(xiàn)狀13-14
• 0.2.4 管內(nèi)汽液兩相流的研究工作的發(fā)展趨勢14-15
• 0.3 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第1章 R134a管內(nèi)流動沸騰傳熱過程的實驗研究16-28
• 1.1 實驗裝置及方法16-18
• 1.1.1 實驗裝置16-17
• 1.1.2 實驗過程及數(shù)據(jù)采集17-18
• 1.2 單相流驗證18-20
• 1.2.1 單相流壓降驗證18-19
• 1.2.2 單相流對流換熱系數(shù)驗證19-20
• 1.3 實驗結(jié)果與分析20-27
• 1.3.1 流型實驗結(jié)果20-21
• 1.3.2 實驗壓降梯度與關(guān)聯(lián)式比較21-23
• 1.3.3 實驗對流換熱系數(shù)與關(guān)聯(lián)式比較23-27
• 1.4 本章小結(jié)27-28
• 第2章 相變強度因子對模擬R134a流動沸騰過程的影響28-38
• 2.1 多相流模型的選擇28-29
• 2.2 物理模型與數(shù)學模型29-31
• 2.2.1 物理模型29-30
• 2.2.2 數(shù)學模型30-31
• 2.2.3 求解方法31
• 2.3 模擬結(jié)果與分析31-35
• 2.3.1 穩(wěn)定性分析31-33
• 2.3.2 流型與汽體體積分數(shù)33-34
• 2.3.3 能量分析34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-38
• 第3章 R134a流動沸騰過程流型及阻力特性的數(shù)值模擬38-50
• 3.1 氣液兩相流的特征38-39
• 3.2 物理模型與數(shù)值模擬方法39-41
• 3.2.1 物理模型39-40
• 3.2.2 控制方程40
• 3.2.3 求解方法40-41
• 3.3 模擬結(jié)果與分析41-48
• 3.3.1 單相流壓降驗證41
• 3.3.2 模擬壓降梯度與關(guān)聯(lián)式比較41-46
• 3.3.3 流型模擬結(jié)果46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第4章 R134a流動沸騰過程傳熱特性的數(shù)值模擬50-60
• 4.1 Bo數(shù)對對流換熱系數(shù)h的影響50-51
• 4.2 物理模型與數(shù)值模擬方法51
• 4.3 壁面對管內(nèi)沸騰過程傳熱的影響51-53
• 4.4 模擬結(jié)果與分析53-59
• 4.4.1 單相流對流換熱系數(shù)驗證53-54
• 4.4.2 流型模擬結(jié)果54
• 4.4.3 模擬對流換熱系數(shù)與關(guān)聯(lián)式比較54-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第5章 結(jié)論與展望60-62
• 5.1 主要結(jié)論60-61
• 5.2 展望61-62
• 參考文獻62-68
• 攻讀學位期間的研究成果68-69
• 附錄 169
• 附錄 269-73
• 致謝73-74

【參考文獻】

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本文編號：588215