液滴碰撞液膜复合level set-VOF法的数值分析

发布时间：2018-05-25 09:31

  本文选题：液滴碰撞液膜 + 铺展系数　； 参考：《高校化学工程学报》2017年03期

【摘要】：液滴碰撞液膜现象广泛存在于化工领域中。采用CLSVOF法建立了液滴碰撞液膜数值模型,并开展实验验证了模型的准确性。通过分析结果,研究了碰撞速度对液滴运动形态的影响,揭示了液滴内部流动传热和飞溅机理,并探索了液滴撞击液膜动力学和传热特性随碰撞速度的变化规律。研究表明:液滴碰撞液膜后随碰撞速度的增加依次呈现出波动、皇冠射流和射流飞溅等形态;碰撞速度越大,射流飞溅特征越明显。碰撞中心区域较大的压力梯度是液滴铺展的主要原因;铺展边缘较大气液压差是产生射流的主要原因;射流区域内速度间断是皇冠射流发展的关键因素;空气剪切及毛细波的作用是射流颈部收缩和产生飞溅的关键。碰撞速度越大,液滴的铺展系数、无量纲射流高度和壁面最大平均热流密度越大,无量纲液面中心相对高度越小;随着液滴雷诺数的增加,壁面最大平均热流密度的碰撞速度效应逐渐减小。
[Abstract]:Droplet impact liquid film phenomenon widely exists in the chemical industry. The numerical model of droplet impact liquid film is established by CLSVOF method, and the accuracy of the model is verified by experiments. The effect of impact velocity on droplet motion was studied, the mechanism of heat transfer and splash in droplet was revealed, and the dynamic and heat transfer characteristics of droplet impinging liquid film with impact velocity were investigated. The results show that the droplet collides with the liquid film and fluctuates with the increase of the impact velocity, the crown jet and jet spatter and so on, and the larger the impact velocity, the more obvious the jet splash characteristics. The large pressure gradient in the center of impact is the main reason for droplet spreading, the large gas-liquid pressure difference in the spreading edge is the main reason for the jet, the velocity discontinuity in the jet zone is the key factor for the development of the crown jet. The effect of air shear and capillary wave is the key to the jet neck contraction and spatter. The larger the impact velocity, the larger the spreading coefficient of droplet, the higher the dimensionless jet height and the maximum average heat flux on the wall, the smaller the relative height of the dimensionless surface center. The collision velocity effect of the maximum mean heat flux on the wall decreases gradually.
【作者单位】： 中海油研究总院;中国石油大学(北京)博士后流动站;中国石油大学(华东)化学工程学院;萨里大学工程与物理科学学院;
【基金】：国家高技术研究发展计划项目(2013AA092602) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(15CX06052A)
【分类号】：TQ021

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本文编号：1932933