豎直矩形小通道內(nèi)上升流飽和沸騰換熱規(guī)律的研究.pdf

1、兩相流板翅式換熱器由于其結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高的優(yōu)點，在空間受限、大功率換熱換熱的場合具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，兩相流板翅式換熱器的換熱機理以及其理論設(shè)計技術(shù)都沒有完全解決，本文為了更清楚的分析其換熱規(guī)律，取平直翅片管板翅式換熱器的單個流動通道結(jié)構(gòu)單元為研究對象，通過給定邊界和工況條件，分析工質(zhì) R21通過矩形小通道上升流的飽和沸騰換熱規(guī)律和機理。對于多種工況的運行條件，采用數(shù)值模擬方法，相對于實驗方式，具有明顯的優(yōu)勢，本文采用CFX軟件

2、，建立了矩形小通道兩相流沸騰換熱的模型。研究兩相流工質(zhì)的流動一般有均相模型和兩流體模型，而兩流體模型能夠精確反應(yīng)流體的狀態(tài)，精度更高，因此，選用兩流體模型來保證模擬結(jié)果的可靠性。
　　質(zhì)量流率、干度、熱流密度和運行壓力是運行工況的重要控制參數(shù)，本文采用分別研究這四個參量對兩相流飽和沸騰換熱和摩擦壓降的影響，并通過分析模擬數(shù)據(jù)，得到其對換熱系數(shù)和摩擦壓降的影響規(guī)律。增大質(zhì)量流率和干度，沸騰換熱系數(shù)和摩擦壓降都會增大，而受熱流密度的影

3、響幾乎可以忽略。另外，換熱系數(shù)和摩擦壓降都會隨運行壓力的增大而減小。從參量物性和力學(xué)的角度深層分析飽和沸騰換熱的機理，同時，這也證明了小通道內(nèi)兩相流的飽和沸騰換熱主導(dǎo)機理是對流蒸發(fā)換熱機理。
　　將大量的模擬數(shù)值分別與不同的關(guān)聯(lián)式預(yù)測值比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各關(guān)聯(lián)式的預(yù)測值偏差太大，需要經(jīng)過一定的修正。考慮了表面張力對小通道的沸騰換熱的影響，引入無量綱參數(shù) We，提出新的修正關(guān)聯(lián)式，并將其預(yù)測值與模擬數(shù)據(jù)比較，發(fā)現(xiàn)預(yù)測誤差在很小的范圍之