基于vof法的橫管降膜蒸發(fā)傳熱特性的數(shù)值分析

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1、？犬？＾ｉｌ裡大學(xué)ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ碩士芽位論文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ基于ＶＯＦ法的橫管降膜蒸發(fā)傳熱特性的數(shù)值分析去、丨丨／熱能工程學(xué)科張曉紅作者姓名肺楊洛鵬副教授指導(dǎo)教＿＿２０１５年６月答辯日期碩士學(xué)位論文基于ＶＯＦ法的橫管降膜蒸發(fā)傳熱特性的數(shù)值分析ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｎａｌｓｉｓｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｉｃＨｅａｔＴｒａｎｓｆｅｒＢｅｈａｖｉｏｒｏｆｙｐＨｏｒｉｚｏｎｔａ－ｔｕｂｅｌＦａ

2、ｌｌｉｎｇＦｉｌｍＥｖａｏｒａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＶＯＦＭｅｔｈｏｄｐ作者姓名：張曉紅學(xué)科：、專業(yè)熱能工程學(xué)號：２１２１００２０指導(dǎo)教師：楊洛鵬副教授完成日期：２０１５年６月大遠(yuǎn)理工大旁ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果，。盡我所知除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個人或集體巳經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含其他已申請學(xué)

3、位或其他用途使用過的成果一。與我同工作的同志對本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。：方４ｖｔｉ學(xué)位論文題目：ｉ球袖將焉？考戰(zhàn)Ｊ發(fā)卞兔Ｈｎ和１１卞初．作者簽名：張Ｃｆｉ日期：和Ｉ土年‘月１／日大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要低溫多效橫管外降膜蒸發(fā)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于海水淡化、化工冶煉、石油蒸館和制冷等行業(yè)，它具有傳熱溫差小、低溫傳熱性能優(yōu)良、熱效率高和維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。在不同運(yùn)行工況下，低溫多效蒸館設(shè)備表現(xiàn)出的傳熱性能不同，說明了橫管降膜蒸發(fā)

4、技術(shù)具。有特殊性和復(fù)雜性本文通過對橫管外降膜流動和蒸發(fā)傳熱的數(shù)值研究，將流動與傳熱進(jìn)行結(jié)合，深入探討液膜內(nèi)傳熱特性的變化規(guī)律及其影響因素。本文采用ＡＮＳＹＳＦＬＵＥＮＴ１４．５商用ＣＦＤ流體分析軟件，采用ＶｏｌｕｍｅｏｆＦｌｕｉｄＶＯＦ（）方法對二維的單根橫管外降膜流動蒸發(fā)模型進(jìn)行數(shù)值模擬，研究了不同入口邊界條件下液膜的流動和傳熱特性，并結(jié)合存在相變的傳質(zhì)過程，分析了不同入口溫度和入口Ｒｅ數(shù)條件下的液膜厚度、液膜內(nèi)速度場、熱邊界層發(fā)展、傳熱系數(shù)和液膜內(nèi)傳熱方式等的一致性變化規(guī)律。并與前人的數(shù)值模擬與實(shí)

5、驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，取得了較好的。本文的物理模型為管徑為２５．４ｍｉｎ的單根橫管，噴淋髙度為５ｉｎｍ，壁面過熱度維持－在２Ｋ，Ｒｅ數(shù)范圍為６００１２５０，屬層流和層流向瑞流過渡范圍。模擬得到了液膜厚度、液膜內(nèi)的速度場、壁面切應(yīng)力和傳熱系數(shù)的分布情況。結(jié)果表明，橫管外液膜最薄位置隨入口Ｒｅ數(shù)的增大有向下移動的趨勢。液膜內(nèi)切向速度最大值位于９０度。壁面剪切力和重力分力作用隨著橫管圓周角度的增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。橫管頂部液膜內(nèi)法向速度的絕對值最大，并出現(xiàn)小速度循環(huán)流動。入口溫度越低，入口Ｒｅ數(shù)越大，熱發(fā)展區(qū)覆蓋的

6、角度越大。橫管頂部傳熱系數(shù)最高，之后緩慢下降至趨于穩(wěn)定，至管子底部略有回升。橫管頂部液膜內(nèi)的對流傳熱強(qiáng)度最大，表明液體的沖擊作用強(qiáng)化了對流傳熱強(qiáng)度。經(jīng)本文模擬發(fā)現(xiàn)，層流及層流向瑞流過渡范圍內(nèi)，Ｒｅ數(shù)的增加對傳熱性能的提升并不明顯，液膜內(nèi)的法向速度和循環(huán)流動，即液膜的沖擊區(qū)和液膜的波動程度，是提升對流傳熱強(qiáng)度的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞：橫管降膜蒸發(fā)；數(shù)值分析；ＶＯＦ；熱邊界層；傳熱特性－－Ｉ基于ＶＯＦ法的橫管降膜蒸發(fā)傳熱特性的數(shù)值分析ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃＨｅａｔＴｒａｎ

7、ｓｆｅｒＢｅｈａｖｉｏｒｏｆｒ－ｕｂｅａｎｏｒａｎＨｏｉｚｏｎｔａｌｔＦｌｌｉｇＦｉｌｍＥｖａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏＶＯＦＭｅｔｈｏｄｐＡｂｓｔｒａｃｔｍｕ－ｍｅｖａＬｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｌｔｉｅｆｅｃｔｆａｌｌｉｎｇｆｉｌｐｏｒａｔｉｏｎｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｔｕｂｅｓｉｓｗｉｄｅｌｙｅｍｐｌｏｙｅｄｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｓｕｃｈａｓｓｅａｗａｔｅｒｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ，ｃｈｅｍｉｃａｌｒｅｆｉｎｉｎｇ，ｐｅｔｒｏｌｅｕｍｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎａ

8、ｎｄｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ，ｄｕｅｔｏｉｔｓｐｒｉｎｃｉｐａｌａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ，ｈａｎｄｍａ