流體沿設備表面流動形成的降液膜一直是流體力學研究的熱點,在本研究中,主要對沿著垂直裝置表面流動的流體形成的降液膜開展研究工作。本研究基于已有的計算降液膜液膜厚度的研究成果,提出了一種用于計算流體沿著垂直圓柱體外邊面流動形成的降液膜的液膜厚度的計算公式,并將其計算結果與實驗測得的測量結果、通過流體動力學模擬軟件（CFD）模擬得到的模擬結果以及傳統(tǒng)的用于計算流體通過垂直平板形成的降液膜的液膜厚度的公式的計算結果進行對比,對比結果顯示,這幾種方法獲得的降液膜的液膜厚度的數(shù)值大小基本一致,尤其是對于在低雷諾數(shù)區(qū)域的流體形成的降液膜。此外,本研究還對沿著垂直裝置流動流體形成的降液膜的入口效應開展了研究工作,并利用流體動力學模擬軟件（CFD）的VOF模型進行模擬,并將模擬得到的模擬結果與實驗測量得到的測量結果進行對比,通過對比結果可以發(fā)現(xiàn),模擬結果與實驗測量結果之間存在著一定的差異。除此之外,本研究基于計算通過管道的流體的入口效應長度的研究成果提出了用于計算通過垂直裝置表面流體的水力學入口效應長度的經(jīng)驗公式,并將計算結果與實驗測量結果進行對比,對比顯示計算結果與實驗測量結果之間的相對平均誤差僅僅只... 

【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１流體在不同流速條件下的流動狀態(tài)??

１．２流體入口效應的研究進展??沿垂直界面的液膜流動狀態(tài)取決于近似邊界理論、剪切層理論的運動方程。??理論上來說，垂直氣液兩相流形成的降液膜的可以分為如圖１．２所示的兩部分：??入口效應區(qū)域和完全發(fā)展區(qū)域［３，４］，其中入口效應區(qū)域又可以分為邊界層區(qū)域和??完全粘滯區(qū)。依據(jù)降液膜的入口效應長度的用途特點，又可以將入口效應分為熱??力學入口效應和水力學入口效應＆?６］。熱力學入口效應長度是依據(jù)流體溫度分布??特點計算，主要影響流體的傳熱效率等［７］；水力學入口效應則是依據(jù)速度分布或??者液膜厚度分布來計算％９１，而本研宂主要針對自由界面垂直流體的水力學入口??效應進行討論、探究。?????—一?ｙ??＇ｂｏｕｎｄａｒｙ?＾?＿?／?ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ??ｘ〇?ｌａｙｅｒ?／??１?ｒｅｇｉｏｎ，土?＇??ｘｅ??！?ｆｕｌｌｙ??＊￡－Ａｃ?ｖｉＳＣＯＵ）?■??ｒｅｇｉｏｎ??ｒｅｇｉｏｎ?〇ｉ?■??ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ?ｆｌｏｗ?＇??圖１．２垂直氣液兩相流體的降液膜的分布狀態(tài)??１．２．１基于速度分布計算入口效應的研究進展??對水力學入口效應區(qū)域存在有兩種不同的定義方式，第一種對于水力學入口??效應的定義方式是從速度的角度進行定義，即入口效應長度定義為從入口到速度??達到自由流速度的９５％或者９９％或者９９．９％處的長度［１ＣＵ１］。由于動量積分方程在??解決非線性邊界方程時具有一定的簡潔性

度和入口效應長度。??２．２降液膜接觸裝置??本研究中所有的降液實驗都是通過如圖２．１所示的垂直圓柱體接觸器開展的。??該垂直圓柱體接觸器包括放置在接觸器內(nèi)上部的液體分布器以及直徑為１０毫米，??長度為７５毫米的不銹鋼鋼管兩個部分。而且，只要是流體能接觸到的接觸器的位??置都是采用的拋光不銹鋼制作而成的。實驗開展時，液體從接觸器頂部進入裝置，??隨后，流體經(jīng)過裝置內(nèi)部的液體分布器分布，流體順著垂直圓柱不銹鋼鋼管流到??接觸器的底部，而流體在流經(jīng)不銹鋼鋼管時，它的自由界面一直都與作為固定相??的空氣相接觸。??，?ＬＪ???＾?１?Ｊ?１??１?ｍｍ??１??ｒ－??圖２．１垂直圓柱體接觸器示意圖??１３??


本文編號：3022184