本文關(guān)鍵詞：非平整基底上液膜流動渦的生成及演化特性研究

  更多相關(guān)文章： 非平整壁面 液膜 渦結(jié)構(gòu) 傳熱 數(shù)值模擬

【摘要】：液膜流動現(xiàn)象在日常生活與工程工業(yè)中較為常見。在對液膜流動研究的初期,絕大多數(shù)主要集中于平整壁面。然而對于非平整壁面上的液膜流動,由于壁面的擾動影響,將會呈現(xiàn)出更加復(fù)雜的動力學(xué)現(xiàn)象,如漩渦的產(chǎn)生、表面波的出現(xiàn)、共振現(xiàn)象等。此外,液膜的高效傳熱傳質(zhì)技術(shù)在工程領(lǐng)域也有重要的作用。本文利用Gambit軟件對傾斜波紋壁面進(jìn)行模型建立及網(wǎng)格劃分,基于Fluent數(shù)值模擬軟件,建立了傾斜非平整壁面上氣-液兩相液膜流動的數(shù)值模型。分析研究了壁面結(jié)構(gòu)內(nèi)漩渦的演化過程,探究流動過程中漩渦生成的原因,并研究改變流體入口雷諾數(shù),改變壁面結(jié)構(gòu),改變波紋壁面的傾斜角度,改變流體溫度等影響因素條件下,波紋結(jié)構(gòu)內(nèi)漩渦特性的變化,以及分析漩渦特性對自由液面的波動程度、自由液面的相位的影響。研究表明,在較低雷諾數(shù)條件下,波紋結(jié)構(gòu)內(nèi)不易形成渦。隨著雷諾數(shù)的增大,漩渦生成,且渦的大小呈現(xiàn)增大的趨勢,形狀也發(fā)生了變化;波紋結(jié)構(gòu)內(nèi)的漩渦均隨振幅增大而增大,且振幅越大漩渦越不規(guī)則;壁面的傾斜角度發(fā)生變化,波紋結(jié)構(gòu)內(nèi)的漩渦特性隨之發(fā)生變化,但是自由液面的相位角變化不明顯,液膜厚度略有增加;表面張力影響整個流場的流動結(jié)構(gòu),對于液膜流動至關(guān)重要。此外,對不同波紋結(jié)構(gòu)壁面上液膜流動的傳熱特性進(jìn)行研究。模擬改變壁面結(jié)構(gòu)、流體流量等影響因素,波紋結(jié)構(gòu)內(nèi)的漩渦的大小位置和形態(tài)對壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)、溫度分布的影響。
【關(guān)鍵詞】：非平整壁面 液膜 渦結(jié)構(gòu) 傳熱 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 液膜自由界面追蹤方法9-10
• 1.2.2 液膜流動特性的研究10-11
• 1.2.3 表面波特性的研究11-12
• 1.2.4 傳熱傳質(zhì)特性的研究12-14
• 1.3 研究內(nèi)容14-15
• 第2章 數(shù)值模擬研究數(shù)學(xué)模型15-21
• 2.1 控制方程15-17
• 2.2 邊界條件17-18
• 2.3 初始條件18
• 2.4 網(wǎng)格劃分及數(shù)值方法18-19
• 2.5 物性參數(shù)19-20
• 2.6 本章小結(jié)20-21
• 第3章 冷態(tài)條件下液膜流動漩渦特性的影響研究21-39
• 3.1 引言21
• 3.2 物理模型21-22
• 3.3 網(wǎng)格無關(guān)性驗證及CFD計算驗證22-24
• 3.4 渦的演化過程24-26
• 3.5 自由液面波動圖26-29
• 3.6 不同影響因素的模擬結(jié)果及分析29-37
• 3.6.1 入口Re的影響29-30
• 3.6.2 波紋壁面結(jié)構(gòu)的影響30-33
• 3.6.3 壁面傾斜角度的影響33-35
• 3.6.4 液體粘性的影響35-36
• 3.6.5 表面張力的影響36-37
• 3.7 本章小結(jié)37-39
• 第4章 熱態(tài)條件下漩渦對傳熱特性的影響研究39-46
• 4.1 引言39
• 4.2 物理模型39-40
• 4.3 壁面結(jié)構(gòu)對傳熱的影響40-42
• 4.4 入口流量對傳熱的影響42-43
• 4.5 波紋壁面的局部瞬態(tài)傳熱系數(shù)43-44
• 4.6 本章小結(jié)44-46
• 第5章 結(jié)論與展望46-48
• 5.1 結(jié)論46-47
• 5.2 展望47-48
• 參考文獻(xiàn)48-51
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果51-52
• 致謝52

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本文編號：885575