本文關(guān)鍵詞：蛇形微通道氣液兩相流型數(shù)值模擬與流動(dòng)特性分析

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【摘要】：蛇形微通道憑借其可以在有限面積上實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離輸運(yùn)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),在生物、化工設(shè)備、航空航天、微電子器件等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。因此,國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家和學(xué)者對(duì)帶有彎管的蛇形微通道的流體流動(dòng)情況和流動(dòng)特性的分析產(chǎn)生了越來(lái)越多的興趣。流型作為研究氣液兩相流動(dòng)情況最為基礎(chǔ)的部分之一,不同的相界面分布以及氣液兩相流動(dòng)情況的變化對(duì)微通道的應(yīng)用帶來(lái)一定影響。對(duì)微通道內(nèi)兩相分布及不同流型間的分界進(jìn)行研究則成為基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容之一,而對(duì)其流動(dòng)特性的分析則有助于為微通道內(nèi)過(guò)程強(qiáng)化提供一定理論基礎(chǔ)。綜上所述,對(duì)蛇形微通道氣液相流動(dòng)情況進(jìn)行分析就變得十分重要,具有一定的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。本文采用CLSVOF算法對(duì)矩形截面蛇形微通道內(nèi)氣液兩相流進(jìn)行數(shù)值模擬,計(jì)算了流型、流型轉(zhuǎn)換界限、流型圖及流體流動(dòng)特性。以流型圖的方式,分析了流體表面張力、液相黏度、通道截面形狀及壁面接觸角對(duì)流型轉(zhuǎn)換界限的影響;討論了壁面性質(zhì)(潤(rùn)濕性及粗糙度)對(duì)流體流動(dòng)特性的影響;研究了曲率對(duì)彎通道內(nèi)相分布情況的影響以及彎管內(nèi)兩相流的傳質(zhì)特性;討論了Y型夾角對(duì)彈狀流氣泡長(zhǎng)度及壓降和流動(dòng)阻力的影響。本文研究結(jié)果表明:流體表面張力、Y型夾角及壁面接觸角均影響流型轉(zhuǎn)換界限,改變黏度則對(duì)蛇形微通道內(nèi)氣液流型間轉(zhuǎn)換界限影響不大;當(dāng)疏水壁面?zhèn)�數(shù)不同時(shí),相同工況下氣液兩相流型存在很大差異,且氣相流速越小,差異性越大;當(dāng)氣相速度變大時(shí),氣泡會(huì)拉長(zhǎng),而液塞長(zhǎng)度則減小;彎管可以加強(qiáng)傳質(zhì)效果,液相體積傳質(zhì)系數(shù)和液膜傳質(zhì)系數(shù)均隨氣相速度和曲率的增加而平穩(wěn)增加。
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O359.1

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本文編號(hào)：1276057