不同重力和电场下气泡动力学行为研究

发布时间：2021-03-26 11:37

　　沸腾换热是一种广泛存在于各相关领域换热设备中的气液相变传热方式。沸腾换热性能与加热壁上气泡的生长和脱离等气泡动力学行为密切相关。为了研究强化沸腾换热技术,寻找有效强化传热的措施,因此有必要对气泡的生长和脱离问题展开研究,寻找加速气泡脱离的方式。本文采用数值模拟的方法研究不同重力下,均匀电场和非均匀电场对气泡的生长和脱离过程等动力学行为的影响规律。首先,为了精确模拟气泡的生长和脱离等动力学行为,本文采用本人所在课题组提出的基于商业软件FLUENT的VOF+LS+SPP方法。通过与FLUENT软件中的VOF方法和文献中的其他方法得到的气泡生长和脱离问题结果进行分析比较,验证了该方法的精确性。该方法得到的结果与实验结果仅偏差4.2%,优于文献中的其他方法,该方法适合进行气泡生长和脱离问题的研究。其次,采用VOF+LS+SPP方法研究不同重力下均匀电场对气泡生长和脱离过程的影响规律。研究表明:在地球重力条件下,均匀电场使气泡在赤道处横向被压缩,纵向被拉伸,缩短了气泡从开始颈缩到脱离的时间,此外,重力引起的升浮力和气泡颈部受到的水平方向电场力耦合作用,促进了颈缩过程,从而加速了气泡脱离;在不同重... 

【文章来源】：北京石油化工学院北京市

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

人工成核位点示意图

不同进气孔径下气泡生长情况

微米级孔径下不同气体流量对气泡生长和脱离过程的影响

【参考文献】：
期刊论文
[1]乙烷核态池沸腾中的气泡生长、脱离和上升[J]. 姚远,公茂琼,陈汉梽,陈高飞,邹鑫,董学强,沈俊.  科学通报. 2018(03)
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[4]电场作用下矩形肋表面汽泡运动规律研究[J]. 高明,章立新,全晓军,刘婧楠.  工程热物理学报. 2016(07)
[5]基于VOSET方法模拟并排气泡的上升过程[J]. 李隆键,张磊,朱文冰,申宪文.  计算物理. 2015(05)
[6]VOSET方法计算膜态沸腾的不同流态[J]. 凌空,陶文铨.  工程热物理学报. 2014(11)
[7]场协同理论应用于强化换热技术的研究进展[J]. 杨虹,宣永梅.  洁净与空调技术. 2014(02)
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硕士论文
[1]气泡间相互作用机理的数值模拟[D]. 张磊.重庆大学 2015
[2]新型内肋强化换热管综合换热性能的数值研究[D]. 贾宝光.郑州大学 2015
[3]通道内二次流强化传热特性的数值分析[D]. 王丹.河北工业大学 2014
[4]外加电场下气固流化床的数值模拟[D]. 朱子川.浙江大学 2013
[5]SMV型静态混合器的流动与强化传热特性的研究[D]. 樊水冲.南京工业大学 2006



本文编号：3101517