水平螺旋槽管壁面液膜特性的研究

发布时间：2020-12-07 12:50

　　研究水平螺旋槽管壁面液膜的形成机理及流动特性。通过建立单组分流体的物理和数学模型 ,得出了液膜的速度、厚度解析解 ,并分析了水平螺旋槽管的几何条件对壁面液膜形成的影响。结果表明 :液膜的形状主要受表面张力和槽道表面几何形状的影响 ,在槽道谷底处较厚 ,而在槽道起始处较薄。相对于光滑直管 ,水平螺旋槽管壁面液膜具有更均匀的厚度分布 ,故具有更好的传热传质性能 

【文章来源】：热科学与技术. 2004年01期 第29-33页

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

螺旋槽表面的几何形状

螺旋槽管的几何形状见图1。喷淋液体由管的顶部在重力作用下进入螺旋管槽道,槽道中的流体可以越过其边界进入相邻的下层槽道。本文认为螺旋槽道内的液膜流动为重力驱动的低流速、不可压缩的黏性层流,液膜流动的雷诺数很小,可以忽略惯性力的影响;槽道的横截面可以是任何形状,与螺旋线切向垂直的截面上的截线在该截面上的曲线方程为:Ys=f(Xs),曲率为Kb。为此,可建立正交曲线坐标系,对每个槽道,螺旋线是Z轴,在槽道的每个横截面上的槽道截线是S轴,每个S坐标点的法向是N轴,正交曲线坐标系如图2所示。则坐标的拉梅系数是

螺旋角的变化对液膜厚度的影响如图3所示。随着螺旋角的增大,表面张力的作用使起始位置的液膜减薄,且不同位置上的液膜在流过槽道谷底后更均匀。这是因为随着螺旋角?的增大,在液膜流动的Z方向上z=rθcos?,离液滴喷淋点的距离变长,液膜有充分的生长空间。但同时,该方向上重力的分量和速度减小,使得液膜流动的动力也减小,所以螺旋角又不能无限增大。如果螺旋角增大到90°,螺旋槽道就与管的轴线相平行,模型失效。

【参考文献】：
期刊论文
[1]竖直螺旋槽管壁面液膜在蒸发/冷凝时的传热特性的研究[J]. 王欣,梅宁,陆建辉,张则荣.  热科学与技术. 2002(01)
[2]壁薄液膜流动稳定性的分析[J]. 王补宣,张金涛,彭晓峰.  工程热物理学报. 1999(04)



本文编号：2903285