動力型熱管內(nèi)R134a流動沸騰過程的特性研究.pdf

1、針對動力型熱管內(nèi)兩相流沸騰過程復(fù)雜未知，實驗復(fù)現(xiàn)性差的問題，本文搭建了動力型熱管兩相流沸騰傳熱實驗裝置，對水平管內(nèi)R134a工質(zhì)沸騰傳熱過程的壓降特性及對流換熱系數(shù)進(jìn)行了實驗研究，并將獲得的實驗數(shù)據(jù)與前人總結(jié)的壓降、對流換熱系數(shù)計算關(guān)聯(lián)式進(jìn)行了對比分析，研究表明：兩相流實驗結(jié)果與Muller-Steinhagen-Heck壓降關(guān)聯(lián)式的積分值吻合較好，誤差在±10％以內(nèi)；當(dāng)干度大于0.1時Mohseni關(guān)聯(lián)式所得對流換熱系數(shù)與實驗結(jié)果具有

2、較好一致性，誤差在±10%以內(nèi)，但在干度小于0.1時存在較大偏差，部分誤差已超30%，為此重新擬合了干度小于0.1時的對流換熱系數(shù)計算關(guān)聯(lián)式。
　　本文建立了水平管內(nèi)兩相流沸騰傳熱過程的數(shù)理模型，利用VOF多相流模型對水平管內(nèi)R134a氣液兩相流流動沸騰過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究表明：采用Fluent軟件中VOF多相流模型同時添加Lee模型對圓管內(nèi)無過冷的R134a工質(zhì)沸騰相變過程進(jìn)行數(shù)值模擬時，Lee模型中r值影響氣泡的產(chǎn)生、液體

3、的過熱度，其大小應(yīng)通過數(shù)值模擬及實驗共同確定，其主要影響因素為工作介質(zhì)種類與熱流密度大小。
　　針對Fluent中的VOF模型模擬兩相流流動沸騰換熱時偏差較大的問題，本文提出了一種改進(jìn)的VOF模型，該改進(jìn)模型能夠有效克服由于汽液兩相共用一個動量方程而帶來的計算偏差，且合理考慮了沸騰換熱機(jī)理，可更為準(zhǔn)確地模擬氣液兩相流流動沸騰過程的壓降梯度，其壓降梯度模擬值與Muller-Steinhagen-Heck壓降關(guān)聯(lián)式預(yù)算值具有較好的一致