纯蒸汽与含不凝气蒸汽气泡冷凝过程的数值模拟

发布时间：2024-03-04 03:31

　　含不凝气体的蒸汽冷凝现象广泛存在于工程设计与应用中,要对包含蒸汽冷凝过程的系统进行合理设计,需要对相关相变过程有深刻的认识。本文利用数值模拟方法,加入自编相变换热模型,同时借助UDF程序记录各项参数指标,对相变冷凝换热过程进行研究,获得的主要成果如下:使用Lee相变模型对冷凝过程进行数值模拟是较为常见的方式,但该模型的相变系数根据不同的情况往往有不同的取值。为确定不同情况时相变系数的值,需针对气泡冷凝的实际过程对相变系数进行调整。由于实验数据较为稀少,本文根据Kim总结的Nusselt数关联式还原出不同工况的气泡冷凝过程,针对这些过程使用PID算法对相变系数进行调整,得到不同冷凝阶段相变系数的取值,进行拟合后得到相变系数的取值公式。通过与各类实验数据的对比,验证了该相变系数公式的准确性和广泛的适用性,对以后采用Lee模型对气泡冷凝过程进行数值模拟的研究提供了一定的参考。采用改进后的Lee模型对纯蒸汽气泡的冷凝过程进行了数值模拟,气泡体积变化的模拟结果与实验数据的误差低于15%,验证了本文使用的相变模型的可靠性。对多种工况的冷凝过程进行模拟,分析各类因素对冷凝过程的影响。模拟结果表明:气...

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【部分图文】：

图２－?３界面处理方法??

部的源项平衡。因此需要对各个不同的相的交界面附近进行插值，Ｆｌｕｅｎｔ采用几??何重构（Ｇ－Ｒ）和施主一受主（Ｄ－Ａ）方法对相间界面附近的单元采用特殊插值??处理。图２－３给出给出真实界面形状，以及这两种方法计算时所假定的界面形状。??Ｔ?Ｌ．：：：?．???????……｜?，?....

图３－?２?ｃｏｅｆｆ值调整流程图??相关准则数定义：??Ｒｅ?＝?Ｐ＾Ｄ＾?（３?－?１１）??ｖｗ??Ｐｒ?＝?—?（３?－?１２）??

４）?ｃｏｅｆｆ数值的调整流程??本文采用ＰＩＤ控制方法对冷凝过程中ｃｏｅｆｆ的取值进行微调，具体操作步骤??如图３－２所示。?＇??计算的过程中，ＵＤＦ编写需加入以下公式：??气泡的直径和平均速度通过下式定义：??３（６＾??Ｄｂ＝?－Ｔ－?（３－９）??＞１?ｎ??Ｖｂ＝＾Ｍ....

图３－?３?Ｎｕｓｓｅｌｔ数实际值与计算值??图３－３显示了采用Ｐ１Ｄ调节相变系数ｃｏｅｆｆ的数值模拟中，气泡冷凝过程的??Ｎｕｓｓｅｌｔ数和采用Ｋｉｍ关联式％计算的Ｎｕｓｓｅｌｔ数的对比

??图３－２中，流程１的计算过程需用到公式３－９，?３－１０，３－１１，３－１２，，３－１３，?３－??１４。流程２的计算过程需用到公式３－１５，?３－１４。得到两者的偏差，利用公式３－７??得到下一时间步的ｃｏｅｆｆ值。??２０?Ｆ?＾?ａＡＰ＾??１５?＿?－Ｖ?＇－＞：?＼....

图３－?４拟合曲线和实际的ｃｏｅｆｆ值??图３－４绘出了表３－３的工况２中，拟合出的关联式曲线与模拟过程中ｃｏｅｆｆ??值的变化

ｔ（Ｓ）??图３－?４拟合曲线和实际的ｃｏｅｆｆ值??图３－４绘出了表３－３的工况２中，拟合出的关联式曲线与模拟过程中ｃｏｅｆｆ??值的变化。可以看出经过ＰＩＤ调节的实际ｃｏｅｆｆ值在拟合公式３－１６曲线附近震??荡，但上下浮动不超过２０％，在误差范围内。??将公式３－１６带入Ｌ....

本文编号：3918829