水平管降膜蒸发器管外液膜铺展数值分析
发布时间：2022-01-02 08:02
运用FLUENT软件对水平管降膜蒸发器管外液膜的铺展过程进行数值模拟,分析了流量、管间距、管径及流体温度对水平管外液膜铺展的影响。模拟研究结果表明,液膜在水平管外分布不均匀,液膜铺展呈现波峰-平稳-波峰的周期性规律。在整个铺展区域内液膜厚度随流体体积流量的增大而增大,随流体温度的增大而减小;在叠加区内液膜厚度随着管间距的增大而增大;在平稳区域和冲击区域内液膜厚度随着管间距的增大而减小。周向角θ为45°时,液膜厚度在叠加区随管径的增大而增大;周向角θ为90°、135°时,液膜厚度在整个铺展区域内随管间距的增大而减小。
【文章来源】：石油化工设备. 2019,48(05)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
图１水平管降膜蒸发器管外液膜流动示图
图１中喷淋高度Ｈ＝８ｍｍ，喷淋孔径ｄ＝２ｍｍ，波长λ＝２０ｍｍ。Ｄ１、Ｄ２分别为第１排、第２排换热管外径，Ｓ为换热管的管间距，ｚ为轴向位移。定义管子顶部为初始角度，沿顺时针方向夹角为周向角θ，任意角的液膜外表面与管壁的距离为液膜厚度δ，ｑＶ为喷淋管流体进口体积流量（Ｌ／ｈ）。１．２基本假设及工质物性模拟选择饱和水及饱和水蒸气为流体介质，设定流体流动时的压力为饱和蒸气压，假设初始状态速度入口充满水，其余区域充满水蒸气，不考虑相变及传热，流动过程中水的物理性质不变。水的体积流量为１８０～２７０Ｌ／ｈ，计算得到雷诺数Ｒｅ＝４９３～７３９，可认为流体流动状态为层流［１５］。选择温度为５０℃、６０℃、７０℃、８０℃的饱和水及饱和水蒸气作为研究对象，根据文献［１６］获得不同温度下工质的物性参数，见表１。表１中工质１为饱和水，工质２为饱和水蒸气。表１流体工质物性参数温度ｔ／℃工质密度ρ／（ｋｇ·ｍ－３）动力黏度μ／（×１０６Ｐａ·ｓ）表面张力σ／（Ｎ·ｍ－１）５０１９８８．１００５４９．４０００．０６７６９５０２０．０８３１０．０２２—６０１９８３．１００４６９．９０００．０６６２２６０２０．１３０１０．４２４—７０１９７７．８００４０６．１０００．０６４３５７０２０．１９８１０．８１７—８０１９７１．８００３５５．１０００．０６２５９８０２０．２９３１１．２１９—１．３网格模型及边界条件用ＧＡＭＢＩＴ软件建立物理模型，见图２。对计算区域进行切分后利用六面
图１中喷淋高度Ｈ＝８ｍｍ，喷淋孔径ｄ＝２ｍｍ，波长λ＝２０ｍｍ。Ｄ１、Ｄ２分别为第１排、第２排换热管外径，Ｓ为换热管的管间距，ｚ为轴向位移。定义管子顶部为初始角度，沿顺时针方向夹角为周向角θ，任意角的液膜外表面与管壁的距离为液膜厚度δ，ｑＶ为喷淋管流体进口体积流量（Ｌ／ｈ）。１．２基本假设及工质物性模拟选择饱和水及饱和水蒸气为流体介质，设定流体流动时的压力为饱和蒸气压，假设初始状态速度入口充满水，其余区域充满水蒸气，不考虑相变及传热，流动过程中水的物理性质不变。水的体积流量为１８０～２７０Ｌ／ｈ，计算得到雷诺数Ｒｅ＝４９３～７３９，可认为流体流动状态为层流［１５］。选择温度为５０℃、６０℃、７０℃、８０℃的饱和水及饱和水蒸气作为研究对象，根据文献［１６］获得不同温度下工质的物性参数，见表１。表１中工质１为饱和水，工质２为饱和水蒸气。表１流体工质物性参数温度ｔ／℃工质密度ρ／（ｋｇ·ｍ－３）动力黏度μ／（×１０６Ｐａ·ｓ）表面张力σ／（Ｎ·ｍ－１）５０１９８８．１００５４９．４０００．０６７６９５０２０．０８３１０．０２２—６０１９８３．１００４６９．９０００．０６６２２６０２０．１３０１０．４２４—７０１９７７．８００４０６．１０００．０６４３５７０２０．１９８１０．８１７—８０１９７１．８００３５５．１０００．０６２５９８０２０．２９３１１．２１９—１．３网格模型及边界条件用ＧＡＭＢＩＴ软件建立物理模型，见图２。对计算区域进行切分后利用六面
【参考文献】：
期刊论文
[1]相邻液柱在横管外成膜规律的三维数值模拟[J]. 邱庆刚,孟垂举,权生林,蒋维国,沈胜强. 工程热物理学报. 2018(05)
[2]倾斜管式蒸发冷凝器管外液膜的三维数值研究[J]. 赵志祥,蔡业彬,张铱鈖. 化工机械. 2017(03)
[3]水膜式蒸发冷凝器管外液膜分布的三维数值模拟[J]. 赵志祥,张铱鈖,蔡业彬. 流体机械. 2017(05)
[4]水平管降膜流动液膜铺展的试验[J]. 段林林,高虹,杨晓宏,田瑞. 流体机械. 2017(02)
[5]水平管外降膜厚度分布规律的数值模拟研究[J]. 蔡振,周一卉,毕明树,任婧杰. 热能动力工程. 2016(05)
[6]水平管降膜蒸发器管外液体流动数值模拟[J]. 王小飞,何茂刚,张颖. 工程热物理学报. 2008(08)
博士论文
[1]水平异形管降膜蒸发流动与传热强化机理及实验研究[D]. 罗林聪.山东大学 2014
本文编号：3563810
【文章来源】：石油化工设备. 2019,48(05)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
图１水平管降膜蒸发器管外液膜流动示图
图１中喷淋高度Ｈ＝８ｍｍ，喷淋孔径ｄ＝２ｍｍ，波长λ＝２０ｍｍ。Ｄ１、Ｄ２分别为第１排、第２排换热管外径，Ｓ为换热管的管间距，ｚ为轴向位移。定义管子顶部为初始角度，沿顺时针方向夹角为周向角θ，任意角的液膜外表面与管壁的距离为液膜厚度δ，ｑＶ为喷淋管流体进口体积流量（Ｌ／ｈ）。１．２基本假设及工质物性模拟选择饱和水及饱和水蒸气为流体介质，设定流体流动时的压力为饱和蒸气压，假设初始状态速度入口充满水，其余区域充满水蒸气，不考虑相变及传热，流动过程中水的物理性质不变。水的体积流量为１８０～２７０Ｌ／ｈ，计算得到雷诺数Ｒｅ＝４９３～７３９，可认为流体流动状态为层流［１５］。选择温度为５０℃、６０℃、７０℃、８０℃的饱和水及饱和水蒸气作为研究对象，根据文献［１６］获得不同温度下工质的物性参数，见表１。表１中工质１为饱和水，工质２为饱和水蒸气。表１流体工质物性参数温度ｔ／℃工质密度ρ／（ｋｇ·ｍ－３）动力黏度μ／（×１０６Ｐａ·ｓ）表面张力σ／（Ｎ·ｍ－１）５０１９８８．１００５４９．４０００．０６７６９５０２０．０８３１０．０２２—６０１９８３．１００４６９．９０００．０６６２２６０２０．１３０１０．４２４—７０１９７７．８００４０６．１０００．０６４３５７０２０．１９８１０．８１７—８０１９７１．８００３５５．１０００．０６２５９８０２０．２９３１１．２１９—１．３网格模型及边界条件用ＧＡＭＢＩＴ软件建立物理模型，见图２。对计算区域进行切分后利用六面
图１中喷淋高度Ｈ＝８ｍｍ，喷淋孔径ｄ＝２ｍｍ，波长λ＝２０ｍｍ。Ｄ１、Ｄ２分别为第１排、第２排换热管外径，Ｓ为换热管的管间距，ｚ为轴向位移。定义管子顶部为初始角度，沿顺时针方向夹角为周向角θ，任意角的液膜外表面与管壁的距离为液膜厚度δ，ｑＶ为喷淋管流体进口体积流量（Ｌ／ｈ）。１．２基本假设及工质物性模拟选择饱和水及饱和水蒸气为流体介质，设定流体流动时的压力为饱和蒸气压，假设初始状态速度入口充满水，其余区域充满水蒸气，不考虑相变及传热，流动过程中水的物理性质不变。水的体积流量为１８０～２７０Ｌ／ｈ，计算得到雷诺数Ｒｅ＝４９３～７３９，可认为流体流动状态为层流［１５］。选择温度为５０℃、６０℃、７０℃、８０℃的饱和水及饱和水蒸气作为研究对象，根据文献［１６］获得不同温度下工质的物性参数，见表１。表１中工质１为饱和水，工质２为饱和水蒸气。表１流体工质物性参数温度ｔ／℃工质密度ρ／（ｋｇ·ｍ－３）动力黏度μ／（×１０６Ｐａ·ｓ）表面张力σ／（Ｎ·ｍ－１）５０１９８８．１００５４９．４０００．０６７６９５０２０．０８３１０．０２２—６０１９８３．１００４６９．９０００．０６６２２６０２０．１３０１０．４２４—７０１９７７．８００４０６．１０００．０６４３５７０２０．１９８１０．８１７—８０１９７１．８００３５５．１０００．０６２５９８０２０．２９３１１．２１９—１．３网格模型及边界条件用ＧＡＭＢＩＴ软件建立物理模型，见图２。对计算区域进行切分后利用六面
【参考文献】：
期刊论文
[1]相邻液柱在横管外成膜规律的三维数值模拟[J]. 邱庆刚,孟垂举,权生林,蒋维国,沈胜强. 工程热物理学报. 2018(05)
[2]倾斜管式蒸发冷凝器管外液膜的三维数值研究[J]. 赵志祥,蔡业彬,张铱鈖. 化工机械. 2017(03)
[3]水膜式蒸发冷凝器管外液膜分布的三维数值模拟[J]. 赵志祥,张铱鈖,蔡业彬. 流体机械. 2017(05)
[4]水平管降膜流动液膜铺展的试验[J]. 段林林,高虹,杨晓宏,田瑞. 流体机械. 2017(02)
[5]水平管外降膜厚度分布规律的数值模拟研究[J]. 蔡振,周一卉,毕明树,任婧杰. 热能动力工程. 2016(05)
[6]水平管降膜蒸发器管外液体流动数值模拟[J]. 王小飞,何茂刚,张颖. 工程热物理学报. 2008(08)
博士论文
[1]水平异形管降膜蒸发流动与传热强化机理及实验研究[D]. 罗林聪.山东大学 2014
本文编号：3563810
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/3563810.html
