液滴撞擊熱壁面蒸發(fā)換熱的數(shù)值模擬.pdf

1、液滴撞擊熱壁面是一種常見的物理現(xiàn)象，在液滴受熱蒸發(fā)過程中，液體與熱壁面間的換熱效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)無蒸發(fā)時的空冷和水冷技術(shù)，因此這一過程在工農(nóng)業(yè)眾多領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。液滴撞擊熱壁面屬于典型的自由表面流動問題，其動態(tài)特征的多變性和蒸發(fā)換熱的復(fù)雜性吸引了眾多學(xué)者的目光。研究液滴撞擊熱壁面，對液滴撞擊和蒸發(fā)換熱過程做出準(zhǔn)確的科學(xué)解釋，可以為強化質(zhì)熱交換提供更詳細(xì)全面的理論依據(jù)。目前已有的研究中，對液滴在瞬態(tài)加熱過程中蒸發(fā)換熱的討論還比較少，

2、缺乏系統(tǒng)性與全面性。
　　本文建立了二維軸對稱模型，采用CLSVOF界面追蹤方法和液滴非平衡蒸發(fā)UDF程序?qū)σ旱巫矒魺岜诿孢M(jìn)行了數(shù)值模擬，考慮液滴在瞬態(tài)加熱過程中的蒸發(fā)換熱，以液滴動力學(xué)變形過程為參考，與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，驗證了模型的準(zhǔn)確性和有效性。
　　分別模擬了單液滴垂直撞擊熱壁面和雙液滴先后垂直撞擊熱壁面的非平衡蒸發(fā)過程，分析了液滴內(nèi)部流場變化、液滴形態(tài)演變、溫度場和壓力場間的關(guān)系，討論了雙液滴間相互碰撞對液滴鋪展和

3、蒸發(fā)換熱的影響，給出了液滴在震蕩過程和靜止鋪展過程中內(nèi)部漩渦產(chǎn)生的原因，指出液滴內(nèi)部三相接觸點處液體的擾動一直最為劇烈，溫度上升最快，是液滴蒸發(fā)開始和蒸發(fā)速率最大的位置。
　　分析了單液滴撞擊熱壁面的非平衡蒸發(fā)過程中壁面溫度、撞擊速度、液滴直徑、靜態(tài)接觸角和雙液滴撞擊熱壁面的非平衡蒸發(fā)過程中液滴垂直間距、上部液滴撞擊速度等參數(shù)對液滴鋪展系數(shù)和蒸發(fā)換熱的影響。結(jié)果表明:壁面溫度對液滴鋪展系數(shù)的影響很小，而較大的液滴撞擊速度和液滴直徑