水平管降膜蒸發(fā)器的數(shù)值模擬.pdf

1、由于水平管降膜蒸發(fā)具有小溫差傳熱、薄液膜和管內(nèi)外相變傳熱的特點(diǎn)，水平管降膜蒸發(fā)器在海水淡化、制冷、空調(diào)和化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。對(duì)水平管降膜蒸發(fā)傳熱機(jī)理的研究對(duì)于強(qiáng)化蒸發(fā)器傳熱和進(jìn)一步提高傳熱器性能具有十分重要的意義。
　　為了深入了解水平管管降膜的微觀傳熱機(jī)理和特性，本文采用數(shù)值計(jì)算的方法，對(duì)水平管內(nèi)蒸汽冷凝和管外降膜蒸發(fā)過程進(jìn)行了數(shù)值描述。采用邊界層理論獲得液膜沿圓周流動(dòng)的初始速度。管外降膜蒸發(fā)的數(shù)學(xué)模型中考慮了液體粘度和重力

2、對(duì)液膜的影響，模擬了管外液膜厚度，液膜速度，液膜溫度和局部傳熱系數(shù)等沿管圓周方向的分布特性。管內(nèi)冷凝的模型中考慮了剪切應(yīng)力，重力，壓力變化對(duì)液膜的影響，計(jì)算了管內(nèi)液膜厚度，分層流角度，局部傳熱系數(shù)沿管圓周方向和管長方向的分布規(guī)律。通過耦合管內(nèi)蒸汽冷凝和管外降膜蒸發(fā)過程，得到了等壁溫條件下沿管圓周方向、管長方向和管束的傳熱特性。計(jì)算結(jié)果表明:通過對(duì)管內(nèi)外傳熱特性計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性和可靠性;計(jì)算得到了單管和管束沿管

3、外圓周方向上熱力發(fā)展區(qū)和熱力充分發(fā)展區(qū)的分布規(guī)律;通過分析徑向液膜流動(dòng)速度與局部傳熱系數(shù)的分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)即使對(duì)于小流量的液膜流動(dòng)過程，法向速度變化引起的對(duì)流傳熱對(duì)液膜內(nèi)的傳熱過程也有重要影響。在水平管內(nèi)汽液兩相流間剪切應(yīng)力作用下，傳熱溫差沿管長方向逐漸降低;由于冷凝液的逐漸積累，沿管長方向液膜厚度逐漸增加，分層流角逐漸減小，管內(nèi)有效傳熱面積逐漸減少，傳熱系數(shù)逐漸降低。通過優(yōu)化管外液膜噴嘴的分布，提高了水平管降膜蒸發(fā)的總傳熱系數(shù);采用二流