非共沸工质（戊烷/异丁烷）流动沸腾过程数值模拟

发布时间：2021-05-11 11:13

　　随着对低温余热利用研究的深入,有机朗肯循环以其简单的系统结构,较低的蒸发压力和温度等特点被广泛使用和研究。非共沸混合有机工质在气液相变时具有温度滑移的特性,能够匹配实际工程中的变温热源,减小系统可用能损失,提高系统效率。非共沸工质在蒸发器中的换热过程属于典型的流动沸腾过程,流动沸腾过程广泛的存在于各类相变传热传质设备中,是一种非常重要的换热过程,对其机理和规律的研究对优化换热器结构,强化换热有重要意义。本文主要目的是研究非共沸工质流动沸腾过程,从纯工质流动沸腾过程入手,分析四种纯工质流动沸腾源项的特点,并使用Stefan问题和膜态沸腾问题进行验证,结果表明Hardt模型最为准确,LEE模型准确度最差。之后将混合工质引入研究范围,研究了混合工质的物性计算方法,分析了混合物气液相变过程源项处理方法,分析结果表明Banerjee R.模型具有较强的可操作性且较为合理。本文最终选择了此方法进行非共沸工质流动沸腾过程的模拟研究。研究过程分为以下几步:第一步,计算了提出此方法的文献中的例子,确保此方法的可行性,结果与原文匹配度较高;第二步,将此例子中的混合物更改为本实验组使用的混合工质（戊烷和异丁... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
字母注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究进展
    1.3 本文研究目标和内容
第二章 纯工质沸腾过程源项分析
    2.1 沸腾过程源项模型的总结与分析
    2.2 纯工质沸腾过程数值研究
    2.3 源项处理中应当注意的问题
    2.4 用户自定义标量方程UDS
    2.5 本章小结
第三章 非共沸混合工质沸腾过程分析
    3.1 数学模型
    3.2 非共沸混合工质物性处理
    3.3 混合工质沸腾过程源项研究
    3.4 本章小结
第四章 非共沸混合工质分层逆流沸腾过程数值研究
    4.1 物理模型
    4.2 边界条件
    4.3 组分物性数据
    4.4 网格独立性测试
    4.5 源项及求解
    4.6 结果分析
    4.7 模型改进
    4.8 本章小结
第五章 非共沸工质沸腾过程数值研究的实验验证
    5.1 实验装置及步骤
    5.2 数值研究及结果验证
    5.3 本章小结
第六章 总结与建议
    6.1 总结
    6.2 建议
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]过冷流动沸腾相变过程汽泡特性的VOF方法模拟[J]. 魏敬华,潘良明,袁德文,闫晓,黄彦平.  核动力工程. 2012(06)
[2]求解两相蒸发和冷凝问题的气液相变模型[J]. 孙东亮,徐进良,王丽.  西安交通大学学报. 2012(07)
[3]竖直窄流道内过冷流动沸腾的汽泡生长过程流场特性分析[J]. 袁德文,潘良明,陈德奇,李隆键.  核动力工程. 2010(S1)

博士论文
[1]非共沸工质有机朗肯循环特性及蒸发过程传热传质研究[D]. 鲍军江.天津大学 2015
[2]微细通道流动沸腾换热机理及实验研究[D]. 郭雷.山东大学 2011



本文编号：3181306