多支管分液聯(lián)箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、本文采用數(shù)值模擬的方法，利用Fluent中的VOF模型，通過研究工質(zhì)為R134a的多支管分液聯(lián)箱氣液分離流動(dòng)性能，對(duì)多支管分液聯(lián)箱進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究。多支管分液聯(lián)箱是分液冷凝器實(shí)現(xiàn)高效傳熱的關(guān)鍵部件，其主要作用是在換熱器各管程間實(shí)現(xiàn)氣液分離和排出冷凝液體，其工作原理是利用氣液兩相密度差，使得液相在多孔隔板上沉積，通過分布于多孔隔板上的各分液孔將液相排出進(jìn)入下一管程，同時(shí)在隔板上部形成阻汽液膜，使氣相由出口支管排出進(jìn)入到下游換熱管中，形成

2、高干度傳熱，提高分液冷凝器的整體換熱性能。分液聯(lián)箱作為其中的關(guān)鍵部件，既要實(shí)現(xiàn)有效排液，又要實(shí)現(xiàn)有效阻汽作用，兩者都需要通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。
　　本文研究選定典型的換熱器工況，首先研究了實(shí)驗(yàn)聯(lián)箱結(jié)構(gòu)下多支管分液聯(lián)箱內(nèi)部的氣液分離流動(dòng)特征，對(duì)兩相工質(zhì)的分布特點(diǎn)、聯(lián)箱出口支管干度的分布特點(diǎn)、聯(lián)箱內(nèi)的壓力分布和波動(dòng)特點(diǎn)以及聯(lián)箱出口支管和分液孔的流量分布均勻性進(jìn)行了分析;然后研究了分液孔孔徑對(duì)分液聯(lián)箱各性能參數(shù)的影響，最后研究采用聯(lián)箱壁

3、面開槽結(jié)構(gòu)時(shí)，槽深對(duì)分液聯(lián)箱各性能參數(shù)的影響。
　　模擬結(jié)果表明:孔徑主要影響聯(lián)箱的排液流動(dòng)，壁面開槽主要影響聯(lián)箱底部液膜的沉積。排液流動(dòng)隨孔徑的增大而增強(qiáng)，壁面開槽能夠顯著增加聯(lián)箱底部液膜的沉積。在給定工況下，孔徑和槽深的變化對(duì)聯(lián)箱內(nèi)的壓力分布基本沒有影響。
　　在給定工況下，出口支管的氣相流量分配均勻性不會(huì)因孔徑的變化發(fā)生明顯改變，而液相流量分配的均勻性則會(huì)隨著孔徑的增大而變好，當(dāng)孔徑為0.4mm時(shí)均勻性最好;當(dāng)流動(dòng)達(dá)到

4、穩(wěn)定后，各出口支管的氣相流量相對(duì)平均值的波動(dòng)幅度隨著孔徑的增大保持不變，各出口支管液相流量相對(duì)平均值的波動(dòng)幅度則隨著孔徑的增大略有減小或保持不變;在給定工況下，各分液孔的氣相和流量分配均勻性均隨分液孔孔徑的增大而變差。當(dāng)流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，各分液孔的氣相流量相對(duì)平均值的波動(dòng)幅度隨著孔徑的增大而減小，液相流量相對(duì)平均值的波動(dòng)幅度隨著孔徑的增大略有減小，基本保持不變;
　　對(duì)于開槽聯(lián)箱結(jié)構(gòu)，在給定工況下，出口支管的氣相流量分配均勻性隨槽深