水平管外降膜蒸發(fā)流動與傳熱特性的數(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，包括管內蒸汽冷凝和管外降膜蒸發(fā)過程，在石油化工、制冷和海水淡化等行業(yè)中得到廣泛應用。水平管外降膜蒸發(fā)是一種復雜的傳輸過程，涉及到相變傳熱、液膜波動和汽液兩相流流動間的相互作用，因此對其流動與傳熱特性的研究具有較高的科學價值和潛在的應用前景。
　　采用有限容積法中的VOF模型來模擬水平管外降膜蒸發(fā)中液膜內的微觀傳熱傳質現(xiàn)象，計算得到了液膜內速度、溫度和體積分數(shù)的分布特性，分析了不同

2、噴淋密度、管間距、管徑、切應力、蒸發(fā)溫度等參數(shù)對管外液膜厚度和傳熱的影響，揭示了水平管降膜蒸發(fā)中液膜內的傳熱傳質機理。
　　冷態(tài)液膜流動的模擬結果為:液膜厚度在管壁周向角度上呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，而液膜的速度呈現(xiàn)相反的趨勢，大約在120°-135°范圍內，液膜厚度出現(xiàn)最小值，相應的速度達到最大值;液膜厚度和液膜表面的波動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液膜厚度的影響主要體現(xiàn)在管壁上半部分，對

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，而且同向汽流對膜厚最小值和速度最大值位置產生滯后作用，而反向汽流則對其產生提前作用;隨著流體溫度的升高，液膜流速加快，厚度減小，而液膜表面的波動程度逐漸增大。
　　管外液膜傳熱數(shù)值模擬的結果為:數(shù)值計算得到的傳熱系數(shù)要大于只考慮導熱過程的值，表明了即使液膜在層流狀態(tài)下，液膜內的也存在著不能被