二元工质薄液膜形貌和联合传热特性的数值研究

发布时间：2022-02-15 11:25

　　三相接触线附近薄液膜区的传热传质特性,涉及蒸发、沸腾等生活和工业生产中的许多常见现象,涵盖了流体力学、传质传热学等多种学科领域的知识,固体基底表面上含多组分工质的此类现象的机理提示则更显复杂。目前尚无理论全面揭示薄液膜形貌和蒸发机理,并且很少考虑二元工质,表面张力特性,固体基底热物性等因素对薄液膜区联合传热特性的影响。本文主要基于Young-Laplace方程和动力学理论,建立了薄液膜区流动和蒸发的数值传热模型,采用Matlab迭代算法对薄液膜形貌和蒸发传热传质特性进行求解,并明确了薄液膜区域的划分。探究了液相工质,过热度,环境温度和热毛细力对薄液膜区形貌和传热传质特性的影响。结果表明,相对于纯水,二元工质醇溶液的薄液膜区域更长、传热效果更好。过热度会对薄液膜形貌和传热特性产生重要影响。过热度增加,薄液膜厚度增加速度加快、液膜变厚、薄液膜长度减小,薄液膜区的蒸发和换热特性增强,但薄液膜区换热对液膜整体传热的贡献比例减少。由于正丁醇溶液特殊的表面张力特性,不同环境温度下,热毛细力对二元工质薄液膜的形貌影响不同。为更进一步接近实际过程中液滴蒸发和薄液膜的传热传质,本文建立了固着液滴蒸发薄液... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１三相接触线附近扩展弯月面区示意图??

华北电力大学硕士学位论文??在微通道的轴线上，认为液膜倾角小于显性接触角时的区域为触角时的区域为本征弯月面区域。??１为本模型计算结果与文献［１９１的结果薄液膜形貌比较图。结果显离压力的作用下，薄液膜形貌为向固体底板区域弯曲的弧线，２５０ｎｍ，薄液膜长度小于８００ｎｍ时，两种计算方式的计算结果很２５０１?■?，?■?，?■?，?■???

ｊｃ?（ｎｍ）??图３－３蒸发薄液膜ＩＸ域的温度分布??对比本模型迭代算法的计算结果和文献［１９］，由图３－１，图３－２和３－３可知，本模??型的计算结果与文献中有很好的一致性。当Ａ：Ｔ＝１Ｋ时，蒸发薄液膜区域的薄液膜形??貌，压力分布和界面温度的变化规律在文献［２１］中也有类似的趋势，其是以３０５Ｋ下??的饱和水和水蒸气为工质。当液相工质换为辛烷｜４４］和戊烷１１５１时，传热传质参数呈现??出相似的趋势。因此，上述讨论验证了本模型和计算方法的正确性，本文接下来的??讨论均是基于上述模型和算法。??３．２薄液膜区域的划分??目前，针对薄液膜区域的划分一直没有一个明确且统一的标准，Ｓｗａｎｓｏｎ［３ｎ认??为认为薄液膜厚度小于时的液膜部分属于蒸发薄液膜区。经上述分析可知，分??离压力和毛细压力对薄液膜区的蒸发有重要的影响，由图３－２可明确看出，分离压??力的控制区域的长度只有几百个ｎｍ

【参考文献】：
期刊论文
[1]工质物性参数对毛细蒸发弯月面传输特性影响[J]. 黄晓明,金鑫,王超,刘伟.  华中科技大学学报(自然科学版). 2013(04)
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硕士论文
[1]三相界面附近蒸发薄液膜区耦合传热的数值研究[D]. 郑祯晨.华北电力大学(北京) 2016



本文编号：3626545