内螺纹管流动沸腾气泡行为及换热特性研究

发布时间：2024-03-02 06:01

　　为探究内螺纹管流动沸腾过程中的气泡行为及其对换热的影响机理,采用VOF模型(Volume of Fluid Model)及相变模型对工质在小尺寸水平内螺纹管中的流动沸腾过程进行二维非稳态数值模拟。获得了不同质量流速下工质在管道内的气相分布以及管壁不同位置处的温度、换热系数。分析了内螺纹管流动沸腾过程中的气泡行为特点以及不同气泡行为对换热性能的影响。研究表明:在内螺纹管中随着质量流速的增加,管内含气率降低,平均换热系数增大。管壁面上气泡的滑移、长大行为会削弱对流换热,而近壁面气泡的聚并行为会增强对流换热。

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【部分图文】：

图2t=0.18s时管道内气相分布

图2为不同质量流速下工质在t=0.18s时的管内气相分布图。工质在进入管道时为纯液体,存在0.6K的过冷度,所以管道入口处存在一段单相换热区域。随着进入管道的液体被加热,管内液体逐渐达到饱和温度,管壁附近开始产生气泡,管内沸腾状态为核态沸腾。但在不同质量流速下,管内气相分布也....

图3不同质量流速下管道含气率随时间的变化

图2t=0.18s时管道内气相分布如图3所示,在相同时间段和相同外加热流密度条件下,随着质量流速的增加,管内气相体积分数减小。因为随着质量流速的增加,管内两相工质流速也随之增加,导致管壁面上的气泡加速脱离,在单位时间内流体与管壁交换的热量增多,液相向气相转变速率减慢,管壁气膜....

图4距管道入口2.7cm处目标气泡的滑移、长大过程(G=400kg/(m2·s))

齿底壁面和右齿侧壁面上的温度与壁面换热系数变化趋势如图5—8所示。图4(a)—(f)所对应的六个不同时刻,在图5—8中用线段标出,所取研究壁面及目标气泡区域在图5中用圆圈标出。初始目标气泡位于齿底处[图4(a)],随着其周围液体逐渐被加热,更多工质由液相转化成气相,初始目标气泡会....

图5齿底壁面温度随时间的变化

图4距管道入口2.7cm处目标气泡的滑移、长大过程(G=400kg/(m2·s))图6齿底壁面换热系数随时间的变化

本文编号：3916443