本文關鍵詞：豎直矩形小通道內(nèi)上升流飽和沸騰換熱規(guī)律的研究

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【摘要】：兩相流板翅式換熱器由于其結構緊湊、換熱效率高的優(yōu)點,在空間受限、大功率換熱換熱的場合具有廣泛的應用前景。目前,兩相流板翅式換熱器的換熱機理以及其理論設計技術都沒有完全解決,本文為了更清楚的分析其換熱規(guī)律,取平直翅片管板翅式換熱器的單個流動通道結構單元為研究對象,通過給定邊界和工況條件,分析工質(zhì)R21通過矩形小通道上升流的飽和沸騰換熱規(guī)律和機理。對于多種工況的運行條件,采用數(shù)值模擬方法,相對于實驗方式,具有明顯的優(yōu)勢,本文采用CFX軟件,建立了矩形小通道兩相流沸騰換熱的模型。研究兩相流工質(zhì)的流動一般有均相模型和兩流體模型,而兩流體模型能夠精確反應流體的狀態(tài),精度更高,因此,選用兩流體模型來保證模擬結果的可靠性。質(zhì)量流率、干度、熱流密度和運行壓力是運行工況的重要控制參數(shù),本文采用分別研究這四個參量對兩相流飽和沸騰換熱和摩擦壓降的影響,并通過分析模擬數(shù)據(jù),得到其對換熱系數(shù)和摩擦壓降的影響規(guī)律。增大質(zhì)量流率和干度,沸騰換熱系數(shù)和摩擦壓降都會增大,而受熱流密度的影響幾乎可以忽略。另外,換熱系數(shù)和摩擦壓降都會隨運行壓力的增大而減小。從參量物性和力學的角度深層分析飽和沸騰換熱的機理,同時,這也證明了小通道內(nèi)兩相流的飽和沸騰換熱主導機理是對流蒸發(fā)換熱機理。將大量的模擬數(shù)值分別與不同的關聯(lián)式預測值比較,結果發(fā)現(xiàn),各關聯(lián)式的預測值偏差太大,需要經(jīng)過一定的修正。考慮了表面張力對小通道的沸騰換熱的影響,引入無量綱參數(shù)We,提出新的修正關聯(lián)式,并將其預測值與模擬數(shù)據(jù)比較,發(fā)現(xiàn)預測誤差在很小的范圍之內(nèi),準確度有了明顯的提高。
【關鍵詞】：小通道 飽和沸騰 摩擦壓降 預測關聯(lián)式
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-31
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-29
• 1.2.1 板翅式換熱器結構和研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 通道的劃分原則11-13
• 1.2.3 小通道內(nèi)兩相流沸騰換熱特性的研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.4 小通道內(nèi)兩相流沸騰換熱壓降的研究現(xiàn)狀20-25
• 1.2.5 小通道內(nèi)氣液兩相流沸騰換熱的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀25-29
• 1.3 本課題主要的研究內(nèi)容29-31
• 第2章 小通道內(nèi)沸騰換熱的數(shù)值計算模型31-45
• 2.1 引言31-32
• 2.2 物理模型建立32
• 2.3 沸騰換熱數(shù)學模型建立32-39
• 2.3.1 兩流體模型基本控制方程32-35
• 2.3.2 湍流模型35-37
• 2.3.3 壁面函數(shù)模型37-39
• 2.4 數(shù)值計算方法39-41
• 2.4.1 控制方程離散39-40
• 2.4.2 代數(shù)方程求解40-41
• 2.5 網(wǎng)格劃分及邊界條件設置41-42
• 2.6 模型驗證42-44
• 2.7 本章小結44-45
• 第3章 沸騰流動及換熱的摩擦壓降規(guī)律研究45-54
• 3.1 質(zhì)量流率對小通道兩相流沸騰換熱壓降的影響45-47
• 3.2 干度對小通道兩相流沸騰換熱壓降的影響47-49
• 3.3 熱流密度對小通道兩相流沸騰換熱壓降的影響49-50
• 3.4 運行壓力對小通道兩相流沸騰換熱壓降的影響50-53
• 3.5 本章小結53-54
• 第4章 沸騰流動及換熱關聯(lián)式的對比分析54-67
• 4.1 小通道內(nèi)沸騰換熱模型的分析54-59
• 4.1.1 飽和沸騰換熱模型54-57
• 4.1.2 飽和沸騰壓降模型57-59
• 4.2 小通道兩相流沸騰換熱壓降模擬值與關聯(lián)式的對比59-66
• 4.3 本章小結66-67
• 結論67-68
• 參考文獻68-81
• 致謝81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 云和明;程林;王立秋;曲燕;;光滑矩形微通道液體單相流動和傳熱的數(shù)值研究[J];工程熱物理學報;2007年S2期

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本文編號：616218