水平管外降膜蒸發(fā)流動(dòng)與傳熱特性的數(shù)值模擬.pdf

1、水平管降膜蒸發(fā)是小溫差、小流量條件下的高效換熱技術(shù)，包括管內(nèi)蒸汽冷凝和管外降膜蒸發(fā)過(guò)程，在石油化工、制冷和海水淡化等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。水平管外降膜蒸發(fā)是一種復(fù)雜的傳輸過(guò)程，涉及到相變傳熱、液膜波動(dòng)和汽液兩相流流動(dòng)間的相互作用，因此對(duì)其流動(dòng)與傳熱特性的研究具有較高的科學(xué)價(jià)值和潛在的應(yīng)用前景。
　　采用有限容積法中的VOF模型來(lái)模擬水平管外降膜蒸發(fā)中液膜內(nèi)的微觀傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象，計(jì)算得到了液膜內(nèi)速度、溫度和體積分?jǐn)?shù)的分布特性，分析了不同

2、噴淋密度、管間距、管徑、切應(yīng)力、蒸發(fā)溫度等參數(shù)對(duì)管外液膜厚度和傳熱的影響，揭示了水平管降膜蒸發(fā)中液膜內(nèi)的傳熱傳質(zhì)機(jī)理。
　　冷態(tài)液膜流動(dòng)的模擬結(jié)果為:液膜厚度在管壁周向角度上呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，而液膜的速度呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)，大約在120°-135°范圍內(nèi)，液膜厚度出現(xiàn)最小值，相應(yīng)的速度達(dá)到最大值;液膜厚度和液膜表面的波動(dòng)程度均隨著噴淋密度的增大而增大，隨管徑的增大而減小;管間距和布液高度對(duì)液膜厚度的影響主要體現(xiàn)在管壁上半部分，對(duì)

3、下半部分影響不大，并且隨著距離的增大液膜厚度逐漸減小;與無(wú)汽流作用相比，同向汽流具有減薄液膜厚度和增大液膜流速的作用，反向汽流則起相反的作用，而且同向汽流對(duì)膜厚最小值和速度最大值位置產(chǎn)生滯后作用，而反向汽流則對(duì)其產(chǎn)生提前作用;隨著流體溫度的升高，液膜流速加快，厚度減小，而液膜表面的波動(dòng)程度逐漸增大。
　　管外液膜傳熱數(shù)值模擬的結(jié)果為:數(shù)值計(jì)算得到的傳熱系數(shù)要大于只考慮導(dǎo)熱過(guò)程的值，表明了即使液膜在層流狀態(tài)下，液膜內(nèi)的也存在著不能被