毛细管内气液两相流型的数值模拟研究

发布时间：2017-12-18 09:19

  本文关键词：毛细管内气液两相流型的数值模拟研究

  更多相关文章： 毛细管 流型 Taylor流 气液柱 流动沸腾

【摘要】：本论文对毛细管内气液两相流型、Taylor流流动特性以及毛细管内流动沸腾换热的特性进行了数值模拟研究,采用VOF计算模型和适宜的研究方法,考察毛细管外部结构、流体物性对气液两相流型的影响,也分析毛细管内流动沸腾换热的特性。本文采用的是标准的四边形网格划分方法,通过严格加密壁面处的网格,可以精细地捕捉气液两相流界面。运用FLUENT求解器中的VOF模型对T型毛细管中气液两相流型进行二维数值模拟求解,模拟出不同气液相表观速率下的流型变化及Taylor流流动,绘制出以气液两相速率为横纵坐标的流型关系图。并把模拟结果和本课题组进行圆形微通道内气液两相脉动流动的可视化实验结果进行比较,发现模拟结果和实验数据在气液两相速率较小时比较吻合。此外,通过改变毛细管的当量直径,在一定的气液两相速率下,观察Taylor流中的气液柱长度的变化,发现得到的模拟值、关联式预测值和前人的实验值在微型管径范围内非常吻合,这也进一步说明了本文采用的计算模型是合理的。通过建立合适的气液两相计算模型和二维数学模型,通过改变黏性力、表面张力、接触角、入口几何结构以及壁面粗糙度等参数,分析它们对毛细管内Taylor流流动特性的影响。模拟研究表明:表面张力对Taylor流流动的影响很小,而毛细管入口几何结构的差异会使得Taylor流中两相形态界面产生差异;壁面接触角改变会使得Taylor流中气液柱的长度会呈现凹函数的线性变化;随着黏性力的增加,毛细管内气液柱长度都会减少;壁面粗糙度的改变,会直接影响毛细管Taylor流流型的变化。针对毛细管内流动沸腾换热进行模拟研究,分析了管内流动沸腾中气液两相的流型变化,考察了流动沸腾中毛细管内温度的变化以及管内气泡的运动行为。发现流动沸腾过程中毛细管内主流温度绝大部分接近工质饱和温度,管内发生相变作用使得流型从单相流变化到泡状流、弹状流,最后由于管内工质相变作用加剧回到单相流流型;管内气泡在毛细管也会重复发生合并、脱离、再合并和再脱离现象。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK124

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄玉华,陈毓琛,沈自求;用化学法测定单气泡运动时的气液两相接触面积[J];大连工学院学报;1983年02期

2 陈家琅,陈惟岐;非圆形通道中气液两相的铅直向上流动[J];国外油田工程;1994年04期

3 谭欣星,席光;气液两相泡状流动中的压力分析[J];动力工程;2003年03期

4 徐秀生;王玉霞;左传玺;晁宏洲;;离心泵输送气液两相介质的研究[J];油气储运;2007年10期

5 王世坤;李安;盖志亮;;石油气液两相垂直管流流型仿真[J];现代制造技术与装备;2008年02期

6 张威;战仁军;汪勇;;脉冲气液两相射流雾化的数值模拟和试验研究[J];长春工业大学学报(自然科学版);2009年05期

7 李雪琴;王君;赵鹏;于桂昌;;多相混输泵内气液两相分布的随机分形模型[J];广西大学学报(自然科学版);2010年05期

8 陈意心;王亦飞;梁铁;姚永春;刘霞;于遵宏;;新型洗涤冷却室内气液两相的分布特性[J];化工学报;2008年02期

9 陈智强;庄弘炜;庄维伟;;爆炸物销毁器气液两相射流的数值模拟分析[J];四川兵工学报;2010年12期

10 黄思,吴玉林;叶片式泵内气液两相泡状流的三维数值计算[J];水利学报;2001年06期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 姜松;文贻勇;刘克富;;脉冲放电等离子体在气液两相中氧化能力的研究[A];第十六届全国等离子体科学技术会议暨第一届全国等离子体医学研讨会会议摘要集[C];2013年

2 孙冰;高志鹰;内爱;朱小梅;严志宇;宋艳静;;脉冲放电气液混合反应器气液两相活性离子的特性[A];第十五届全国等离子体科学技术会议会议摘要集[C];2011年

3 李建敏;王树立;饶永超;赵书华;张永飞;王蕾;;表面活性剂对气液两相螺旋流流动特性的影响[A];第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集——E工业流体力学[C];2014年

4 苏芳;顾明广;;CO2气液两相腐蚀机理研究现状[A];2011全国压力容器压力管道技术发展与使用暨新技术新产品交流会论文集[C];2011年

5 王菊英;姜正良;龚延凤;何嘉鹏;;制冷毛细管中气液两相流体动力学分析和计算[A];全国暖通空调制冷1996年学术年会资料集[C];1996年

6 李永光;郭盈;张丽华;吕欣欣;蒋燕;;利用小波分析和BP神经网络进行气液两相双参数测量的研究[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年

7 崔小逖;李鑫钢;张志恒;隋红;;倾斜通道内气液逆流直接接触冷凝传热的二维CFD模拟[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集（下）[C];2009年

8 尹邦堂;李相方;孙宝江;;深水井筒环空气液两相稳态传热规律[A];第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集——E工业流体力学[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 何航行;两相流动及沸腾过程气泡动态特性的多尺度模拟研究[D];重庆大学;2016年

2 付英杰;水下气液两相喷射推进技术数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 刘杨;T形管内气液两相泡状与环状流的相分离数值模拟[D];大连理工大学;2011年

4 王天祥;气液旋转涡轮分离器的研究[D];中国石油大学;2008年

5 王铁峰;气液（浆）反应器流体力学行为的实验研究和数值模拟[D];清华大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王丽媛;搅拌槽内中粘体系气液分散的数值模拟[D];北京化工大学;2015年

2 乔时和;高压气液两相射流瞬态动力破煤特性及微观致裂机制研究[D];中国矿业大学;2016年

3 刘鹏宇;气液两相动态平衡过程研究[D];北京化工大学;2016年

4 郑权;气液两相反应器内流场特性的CFD模拟[D];大连理工大学;2016年

5 孙亚茹;涡排井筒内气液两相螺旋涡流特性的数值模拟研究[D];西安石油大学;2016年

6 张鹏;高压脉冲气液两相放电协同催化剂降解废水中苯酚的研究[D];江西理工大学;2016年

7 黄乐平;毛细管内气液两相流型的数值模拟研究[D];南昌大学;2016年

8 马昕霞;气液两相绕流的数值模拟及实验研究[D];华北电力大学;2002年

9 付阳;气液两相混合射流反推力测试试验台的研发[D];中国海洋大学;2014年

10 姜广辉;裂隙气液两相渗流特性试验研究[D];中国矿业大学;2014年

，

本文编号：1303625