水平管降膜蒸發(fā)器管外液膜鋪展數(shù)值分析
發(fā)布時間：2022-01-02 08:02
運用FLUENT軟件對水平管降膜蒸發(fā)器管外液膜的鋪展過程進行數(shù)值模擬,分析了流量、管間距、管徑及流體溫度對水平管外液膜鋪展的影響。模擬研究結果表明,液膜在水平管外分布不均勻,液膜鋪展呈現(xiàn)波峰-平穩(wěn)-波峰的周期性規(guī)律。在整個鋪展區(qū)域內液膜厚度隨流體體積流量的增大而增大,隨流體溫度的增大而減小;在疊加區(qū)內液膜厚度隨著管間距的增大而增大;在平穩(wěn)區(qū)域和沖擊區(qū)域內液膜厚度隨著管間距的增大而減小。周向角θ為45°時,液膜厚度在疊加區(qū)隨管徑的增大而增大;周向角θ為90°、135°時,液膜厚度在整個鋪展區(qū)域內隨管間距的增大而減小。
【文章來源】：石油化工設備. 2019,48(05)
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
圖１水平管降膜蒸發(fā)器管外液膜流動示圖
圖１中噴淋高度Ｈ＝８ｍｍ，噴淋孔徑ｄ＝２ｍｍ，波長λ＝２０ｍｍ。Ｄ１、Ｄ２分別為第１排、第２排換熱管外徑，Ｓ為換熱管的管間距，ｚ為軸向位移。定義管子頂部為初始角度，沿順時針方向夾角為周向角θ，任意角的液膜外表面與管壁的距離為液膜厚度δ，ｑＶ為噴淋管流體進口體積流量（Ｌ／ｈ）。１．２基本假設及工質物性模擬選擇飽和水及飽和水蒸氣為流體介質，設定流體流動時的壓力為飽和蒸氣壓，假設初始狀態(tài)速度入口充滿水，其余區(qū)域充滿水蒸氣，不考慮相變及傳熱，流動過程中水的物理性質不變。水的體積流量為１８０～２７０Ｌ／ｈ，計算得到雷諾數(shù)Ｒｅ＝４９３～７３９，可認為流體流動狀態(tài)為層流［１５］。選擇溫度為５０℃、６０℃、７０℃、８０℃的飽和水及飽和水蒸氣作為研究對象，根據(jù)文獻［１６］獲得不同溫度下工質的物性參數(shù)，見表１。表１中工質１為飽和水，工質２為飽和水蒸氣。表１流體工質物性參數(shù)溫度ｔ／℃工質密度ρ／（ｋｇ·ｍ－３）動力黏度μ／（×１０６Ｐａ·ｓ）表面張力σ／（Ｎ·ｍ－１）５０１９８８．１００５４９．４０００．０６７６９５０２０．０８３１０．０２２—６０１９８３．１００４６９．９０００．０６６２２６０２０．１３０１０．４２４—７０１９７７．８００４０６．１０００．０６４３５７０２０．１９８１０．８１７—８０１９７１．８００３５５．１０００．０６２５９８０２０．２９３１１．２１９—１．３網(wǎng)格模型及邊界條件用ＧＡＭＢＩＴ軟件建立物理模型，見圖２。對計算區(qū)域進行切分后利用六面
圖１中噴淋高度Ｈ＝８ｍｍ，噴淋孔徑ｄ＝２ｍｍ，波長λ＝２０ｍｍ。Ｄ１、Ｄ２分別為第１排、第２排換熱管外徑，Ｓ為換熱管的管間距，ｚ為軸向位移。定義管子頂部為初始角度，沿順時針方向夾角為周向角θ，任意角的液膜外表面與管壁的距離為液膜厚度δ，ｑＶ為噴淋管流體進口體積流量（Ｌ／ｈ）。１．２基本假設及工質物性模擬選擇飽和水及飽和水蒸氣為流體介質，設定流體流動時的壓力為飽和蒸氣壓，假設初始狀態(tài)速度入口充滿水，其余區(qū)域充滿水蒸氣，不考慮相變及傳熱，流動過程中水的物理性質不變。水的體積流量為１８０～２７０Ｌ／ｈ，計算得到雷諾數(shù)Ｒｅ＝４９３～７３９，可認為流體流動狀態(tài)為層流［１５］。選擇溫度為５０℃、６０℃、７０℃、８０℃的飽和水及飽和水蒸氣作為研究對象，根據(jù)文獻［１６］獲得不同溫度下工質的物性參數(shù)，見表１。表１中工質１為飽和水，工質２為飽和水蒸氣。表１流體工質物性參數(shù)溫度ｔ／℃工質密度ρ／（ｋｇ·ｍ－３）動力黏度μ／（×１０６Ｐａ·ｓ）表面張力σ／（Ｎ·ｍ－１）５０１９８８．１００５４９．４０００．０６７６９５０２０．０８３１０．０２２—６０１９８３．１００４６９．９０００．０６６２２６０２０．１３０１０．４２４—７０１９７７．８００４０６．１０００．０６４３５７０２０．１９８１０．８１７—８０１９７１．８００３５５．１０００．０６２５９８０２０．２９３１１．２１９—１．３網(wǎng)格模型及邊界條件用ＧＡＭＢＩＴ軟件建立物理模型，見圖２。對計算區(qū)域進行切分后利用六面
【參考文獻】：
期刊論文
[1]相鄰液柱在橫管外成膜規(guī)律的三維數(shù)值模擬[J]. 邱慶剛,孟垂舉,權生林,蔣維國,沈勝強. 工程熱物理學報. 2018(05)
[2]傾斜管式蒸發(fā)冷凝器管外液膜的三維數(shù)值研究[J]. 趙志祥,蔡業(yè)彬,張銥鈖. 化工機械. 2017(03)
[3]水膜式蒸發(fā)冷凝器管外液膜分布的三維數(shù)值模擬[J]. 趙志祥,張銥鈖,蔡業(yè)彬. 流體機械. 2017(05)
[4]水平管降膜流動液膜鋪展的試驗[J]. 段林林,高虹,楊曉宏,田瑞. 流體機械. 2017(02)
[5]水平管外降膜厚度分布規(guī)律的數(shù)值模擬研究[J]. 蔡振,周一卉,畢明樹,任婧杰. 熱能動力工程. 2016(05)
[6]水平管降膜蒸發(fā)器管外液體流動數(shù)值模擬[J]. 王小飛,何茂剛,張穎. 工程熱物理學報. 2008(08)
博士論文
[1]水平異形管降膜蒸發(fā)流動與傳熱強化機理及實驗研究[D]. 羅林聰.山東大學 2014
本文編號：3563810
【文章來源】：石油化工設備. 2019,48(05)
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
圖１水平管降膜蒸發(fā)器管外液膜流動示圖
圖１中噴淋高度Ｈ＝８ｍｍ，噴淋孔徑ｄ＝２ｍｍ，波長λ＝２０ｍｍ。Ｄ１、Ｄ２分別為第１排、第２排換熱管外徑，Ｓ為換熱管的管間距，ｚ為軸向位移。定義管子頂部為初始角度，沿順時針方向夾角為周向角θ，任意角的液膜外表面與管壁的距離為液膜厚度δ，ｑＶ為噴淋管流體進口體積流量（Ｌ／ｈ）。１．２基本假設及工質物性模擬選擇飽和水及飽和水蒸氣為流體介質，設定流體流動時的壓力為飽和蒸氣壓，假設初始狀態(tài)速度入口充滿水，其余區(qū)域充滿水蒸氣，不考慮相變及傳熱，流動過程中水的物理性質不變。水的體積流量為１８０～２７０Ｌ／ｈ，計算得到雷諾數(shù)Ｒｅ＝４９３～７３９，可認為流體流動狀態(tài)為層流［１５］。選擇溫度為５０℃、６０℃、７０℃、８０℃的飽和水及飽和水蒸氣作為研究對象，根據(jù)文獻［１６］獲得不同溫度下工質的物性參數(shù)，見表１。表１中工質１為飽和水，工質２為飽和水蒸氣。表１流體工質物性參數(shù)溫度ｔ／℃工質密度ρ／（ｋｇ·ｍ－３）動力黏度μ／（×１０６Ｐａ·ｓ）表面張力σ／（Ｎ·ｍ－１）５０１９８８．１００５４９．４０００．０６７６９５０２０．０８３１０．０２２—６０１９８３．１００４６９．９０００．０６６２２６０２０．１３０１０．４２４—７０１９７７．８００４０６．１０００．０６４３５７０２０．１９８１０．８１７—８０１９７１．８００３５５．１０００．０６２５９８０２０．２９３１１．２１９—１．３網(wǎng)格模型及邊界條件用ＧＡＭＢＩＴ軟件建立物理模型，見圖２。對計算區(qū)域進行切分后利用六面
圖１中噴淋高度Ｈ＝８ｍｍ，噴淋孔徑ｄ＝２ｍｍ，波長λ＝２０ｍｍ。Ｄ１、Ｄ２分別為第１排、第２排換熱管外徑，Ｓ為換熱管的管間距，ｚ為軸向位移。定義管子頂部為初始角度，沿順時針方向夾角為周向角θ，任意角的液膜外表面與管壁的距離為液膜厚度δ，ｑＶ為噴淋管流體進口體積流量（Ｌ／ｈ）。１．２基本假設及工質物性模擬選擇飽和水及飽和水蒸氣為流體介質，設定流體流動時的壓力為飽和蒸氣壓，假設初始狀態(tài)速度入口充滿水，其余區(qū)域充滿水蒸氣，不考慮相變及傳熱，流動過程中水的物理性質不變。水的體積流量為１８０～２７０Ｌ／ｈ，計算得到雷諾數(shù)Ｒｅ＝４９３～７３９，可認為流體流動狀態(tài)為層流［１５］。選擇溫度為５０℃、６０℃、７０℃、８０℃的飽和水及飽和水蒸氣作為研究對象，根據(jù)文獻［１６］獲得不同溫度下工質的物性參數(shù)，見表１。表１中工質１為飽和水，工質２為飽和水蒸氣。表１流體工質物性參數(shù)溫度ｔ／℃工質密度ρ／（ｋｇ·ｍ－３）動力黏度μ／（×１０６Ｐａ·ｓ）表面張力σ／（Ｎ·ｍ－１）５０１９８８．１００５４９．４０００．０６７６９５０２０．０８３１０．０２２—６０１９８３．１００４６９．９０００．０６６２２６０２０．１３０１０．４２４—７０１９７７．８００４０６．１０００．０６４３５７０２０．１９８１０．８１７—８０１９７１．８００３５５．１０００．０６２５９８０２０．２９３１１．２１９—１．３網(wǎng)格模型及邊界條件用ＧＡＭＢＩＴ軟件建立物理模型，見圖２。對計算區(qū)域進行切分后利用六面
【參考文獻】：
期刊論文
[1]相鄰液柱在橫管外成膜規(guī)律的三維數(shù)值模擬[J]. 邱慶剛,孟垂舉,權生林,蔣維國,沈勝強. 工程熱物理學報. 2018(05)
[2]傾斜管式蒸發(fā)冷凝器管外液膜的三維數(shù)值研究[J]. 趙志祥,蔡業(yè)彬,張銥鈖. 化工機械. 2017(03)
[3]水膜式蒸發(fā)冷凝器管外液膜分布的三維數(shù)值模擬[J]. 趙志祥,張銥鈖,蔡業(yè)彬. 流體機械. 2017(05)
[4]水平管降膜流動液膜鋪展的試驗[J]. 段林林,高虹,楊曉宏,田瑞. 流體機械. 2017(02)
[5]水平管外降膜厚度分布規(guī)律的數(shù)值模擬研究[J]. 蔡振,周一卉,畢明樹,任婧杰. 熱能動力工程. 2016(05)
[6]水平管降膜蒸發(fā)器管外液體流動數(shù)值模擬[J]. 王小飛,何茂剛,張穎. 工程熱物理學報. 2008(08)
博士論文
[1]水平異形管降膜蒸發(fā)流動與傳熱強化機理及實驗研究[D]. 羅林聰.山東大學 2014
本文編號：3563810
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