結(jié)霜現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在天然氣管道的燃?xì)廨啓C(jī)濾芯及其他油氣儲運(yùn)設(shè)備的表面上。為了有效地抑制結(jié)霜現(xiàn)象的發(fā)生,本文對表面超聲波耦合低能壁面抑霜機(jī)理及抑霜特性進(jìn)行了研究。本文從超疏水表面抑霜機(jī)理出發(fā),提出了模擬液滴凝固相變過程的改進(jìn)的焓法格子Boltzmann模型。模擬結(jié)果表明:表面接觸角以及粗糙元均會影響液滴的凍結(jié)過程。使用加入了成核概率函數(shù)的改進(jìn)的焓法格子Boltzmann模型對冷表面上霜層的生長過程進(jìn)行模擬。模擬結(jié)果表明:增大冷表面接觸角、升高冷表面溫度及減小濕空氣相對濕度可以抑制霜層生長。從超聲波的作用機(jī)理出發(fā),本文采用多松弛格子Boltzmann模型模擬了超聲波的傳播及低能表面上液滴在其作用下的運(yùn)動過程。模擬結(jié)果表明:超聲波在傳播的過程中存在衰減的現(xiàn)象。超疏水壁面上的液滴更容易被去除。超聲波的波長越短,液滴越容易脫離表面。表面超聲波的振幅越大,液滴運(yùn)動的距離越遠(yuǎn)。此外,對表面超聲波作用于低能冷表面上液滴的凍結(jié)及冰粒的融化過程進(jìn)行模擬。模擬結(jié)果表明:表面超聲波的波長越短,液滴凍結(jié)的時(shí)間越遲,在吸收熱量的過程中,完全凍結(jié)的液滴還會融化。表面超聲波的振幅越大,冰粒運(yùn)動的距離越遠(yuǎn)。本文提出了將表面超聲波與低能表面相耦合的抑霜方法,為今后抑霜的研究提供新的思路。
【學(xué)位單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TE89
【部分圖文】：

D2Q4模型示意圖

D2Q9模型示意圖

D3Q7模型示意圖
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本文編號：2853279