波纹板含不凝气蒸汽凝结换热的数值计算

发布时间：2022-02-13 18:09

　　本文建立了二维模型,使用FLUENT软件通过结合WCM和VOF模型对波纹板上不同混合气体流速下含不凝气蒸汽的凝结传热特性进行了研究。凝结模型通过UDF编译,模型的可靠性通过和文献中的数值解和实验值进行对比得到验证。结果发现波纹板波谷内的不凝气层较波峰处更厚,流速更小;随着混合气体流速的增加,波峰处液膜热阻先减小后增加,气膜热阻逐渐下降,而波谷处的液膜热阻整体增大,气膜热阻变化较小。当混合气体流速增大时,波峰处的换热得到增强,而波谷内会产生和液膜流动方向相反的旋涡,增大了液膜厚度和液膜热阻,波纹板波峰处换热能力整体远高于波谷处。 

【文章来源】：工程热物理学报. 2020,41(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图３网格划分示意图??Ｆｉｇ．?３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇｒｉｄ?ｄｉｖｉｓｉｏｎ??４

速度场的耦合采用ＰＩＳＱ算法，??采用基：：＿产单元体的格林－高斯Ｃｅｌｌ??Ｂａｓｅｄ）梯度插值方案，使用体积力加权法（Ｂｏｄｙ??Ｆｒａｗ?Ｗｅｉｇｈｔｅｄ）进行压力项的插值，其余采用二阶??迎风方法＊进行插值，能最方程的残差为１〇４，其余方??程的残耋均设为ＨＴ气指定一个时间步长为０．００Ｓ，：??苹－个＃长最大迭代次数为??３．３网格无关性验证??为验证计算的准确性，共划分了四组网格，分??别对２Ｊ３２５＇?Ｓ时的壁面热通．量及潜热量进行网格无??关性验证，验证结果如图４所示。由图可知随着??网格数目的逐渐増加和网格尺寸的逐渐减小，出Ｕ??处壁面的总热通董和潜热量逐渐增加后趋Ｔ稳定，??Ｋ差值逐渐减小，曲线逐渐趋于平稳，数值趋ｆ－定??值，验证了网格的无关性，为了节省时间成本，模??拟最终选取了第三套网格进行计算１共Ｍ９００１个??８０??１０?１５?２０?２５?３０?３５?４０??Ｃｅｌｌｓ?ｎｕｍｂｅｒ／１０４??图４网格无关性验证??Ｆｉｇ．?４?Ｇｒｉｄ?ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ??４计算结果与分析??４．１浓度、速度及温度场分布??当不凝气含量为０．１，混合气体速度％＝１?ｍ－ｓ－１??时，混合气体由入Ｕ流入接触固体壁面后开始发生??冷凝，如图５（ａ）所示为凝结初期波纹板局部壁面上??形成的不凝气层及不凝气层所包裹的凝结液膜。由??千混合气体的流速较小，由图可知此时波绞板表面??的气液两相流动处于层流状态，不凝气层内未产生??旋极。波谷内不凝气层气膜的厚度明显高：ｆ波峰表??面，波纹板壁面上形成了明显的被高浓度不凝气包??围的液膜。由Ｔ不凝气层即混合气

【参考文献】：
博士论文
[1]竖壁外含不凝气体蒸汽凝结传热特性研究[D]. 衣秋杰.山东大学 2018

硕士论文
[1]纯蒸汽与含不凝气蒸汽气泡冷凝过程的数值模拟[D]. 唐亮亮.山东大学 2018
[2]伴随有凝结发生的椭圆管外对流换热特性的数值研究[D]. 杨宇伟.太原理工大学 2016



本文编号：3623671